TWI482884B - 陽極氧化處理裝置、處理槽、壓印用輥狀模具的製造方法及表面具有多個凸部的物品的製造方法 - Google Patents

陽極氧化處理裝置、處理槽、壓印用輥狀模具的製造方法及表面具有多個凸部的物品的製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI482884B
TWI482884B TW100110152A TW100110152A TWI482884B TW I482884 B TWI482884 B TW I482884B TW 100110152 A TW100110152 A TW 100110152A TW 100110152 A TW100110152 A TW 100110152A TW I482884 B TWI482884 B TW I482884B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
base material
aluminum base
roll
aluminum
electrolyte
Prior art date
Application number
TW100110152A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201139746A (en
Inventor
Yuuji Matsubara
Masatoshi Kamata
Shinya Shakagoori
Jitsuo Hirohata
Yoshihiko Hoshide
Hiroshi Obata
Katsuhiro Kojima
Hideki Kawachi
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Rayon Co filed Critical Mitsubishi Rayon Co
Publication of TW201139746A publication Critical patent/TW201139746A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI482884B publication Critical patent/TWI482884B/zh

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02Anodisation
    • C25D11/04Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/56Coatings, e.g. enameled or galvanised; Releasing, lubricating or separating agents
    • B29C33/60Releasing, lubricating or separating agents
    • B29C33/62Releasing, lubricating or separating agents based on polymers or oligomers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/56Coatings, e.g. enameled or galvanised; Releasing, lubricating or separating agents
    • B29C33/60Releasing, lubricating or separating agents
    • B29C33/62Releasing, lubricating or separating agents based on polymers or oligomers
    • B29C33/64Silicone
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25DPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/005Apparatus specially adapted for electrolytic conversion coating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)
  • Printing Plates And Materials Therefor (AREA)

Description

陽極氧化處理裝置、處理槽、壓印用輥狀模具的製造方法及表面具有多個凸部的物品的製造方法
本發明是有關於一種用以製造在輥狀的鋁基材的外周面形成著具有多個細孔的陽極氧化鋁(anodized alumina)的壓印(imprint)用輥狀模具的陽極氧化處理裝置及壓印用輥狀模具的製造方法,及使用上述壓印用輥狀模具來製造表面上具有多個凸部的物品的方法。
而且,本發明是有關於一種用以將圓柱狀的基材在電解液中進行電解處理的處理槽、及將圓柱狀的基材在電解液中進行電解處理的電解處理裝置。
本申請案根據2010年3月25日在日本提出申請的日本專利特願2010-070280號、2010年6月15日在日本提出申請的日本專利特願2010-136227號、2010年7月29日在日本提出申請的日本專利特願2010-170458號、2011年1月31日在日本提出申請的日本專利特願2011-018226號、及2011年3月4日在日本提出申請的日本專利特願2011-047561號而主張優先權,在此引用其內容。
關於對基材的表面進行處理的方法,有電鍍等的皮膜處理、或陽極氧化等的化成處理(chemical conversion treatment)等。
在對基材的表面進行處理時,例如圖7A及圖7B所示,一般而言是將電解液等的處理液1L'自設置於長方體狀的處理槽170的下部的供給管171供給至處理槽170, 藉由多孔板172來調整處理槽170內的處理液1L'的流動,且使處理液1L'自處理槽170的上部溢出,同時使圓柱狀的基材1A浸漬於處理槽170內的處理液1L'中而進行表面處理。
而且,專利文獻1中揭示了一種電鍍處理裝置,其包括:長方體狀的電鍍槽;包圍上述電鍍槽的四方的溢出部;與上述溢出部連通的儲備槽;及自上述儲備槽向電鍍槽補給電鍍液的泵。該電鍍處理裝置在泵的液體噴出部設置著U字狀的多孔管,在上述多孔管的上部設置著將電鍍槽的內部上下隔開的多孔板,且被電鍍物(基材)以位於多孔板的上部的方式而收容於電鍍槽中。
根據該電鍍處理裝置,藉由泵而使電鍍液向電鍍槽導入,並自多孔管的噴出口向電鍍槽上方噴出,從而使電鍍槽內的電鍍液流動,並且可藉由多孔間的上部的多孔板而使電鍍液的流動均一化。
然而,在使用如圖7A及圖7B所示的處理槽170或專利文獻1所記載的電鍍槽來對基材的表面進行處理的情況下,在多孔板172的下側,在處理液1L'的流動狀態下容易產生不均。其結果,自處理槽170的下部向上部移動而溢出的處理液1L'的流動紊亂,處理液1L'局部地產生滯留(滯留部的產生)。若產生滯留部,則難以均一地對基材1A的表面進行處理。
如圖7A及圖7B所示,此種傾向在基材1A為長條形狀的情況下容易引起,且長度方向的長度越長則越顯著。 認為其理由為如下。
通常,供給管171自處理槽170的端面朝向與該端面對向的端面而延伸至內側為止。因此,基材1A越長,則收容上述基材1A的處理槽170的形狀亦越長,供給管171亦與處理槽170的長度方向的長度相配合地延長。處理液1L'藉由泵173而自供給管171被擠出至處理槽170,因此,根據與泵173的距離的不同而容易使處理液1L'受到的壓力不同。供給管171越長則離泵173越遠,因此,離泵173近的近前側與遠離泵173的內側之間容易產生壓力差。因此,認為處理液1L'的流動狀態更容易產生不均,從而容易產生滯留部。
而且,若基材1A變長,則收容上述基材1A的處理槽170亦變大,因而裝置會大型化,從而處理液1L'的使用量亦增大。
然而,近年來,表面具有可視光的波長以下的週期的微細凹凸結構的光學膜等的物品中表現出抗反射效應、蓮花效應(lotus effect)等,因此該物品的有用性受到關注。眾所周知尤其被稱作蛾眼結構(moth eye structure)的微細凹凸結構,因其折射率是自空氣的折射率起向物品的材料的折射率連續地增大而表現出有效的抗反射功能。
關於表面具有微細凹凸結構的物品的製造方法,列舉對基材膜等的被轉印體的表面進行模具的表面所形成的微細凹凸結構的轉印的壓印法。關於上述壓印法,例如下述的方法已為人所知(專利文獻2)。
該方法為光壓印法,即,在外周面形成著具有多個細孔的陽極氧化鋁的輥狀模具與透明的基材膜之間插入紫外線硬化性樹脂的狀態下,對紫外線硬化性樹脂照射紫外線,以使紫外線硬化性樹脂硬化,從而形成表面具有陽極氧化鋁的細孔反轉而成的多個凸部的硬化樹脂層,並將基材膜連同上述硬化樹脂層一併自輥狀模具剝離。
關於製造該壓印法中所使用的模具的方法,例如,如下方法已為人所知:將圓柱狀(輥狀)的鋁基材在電解液中陽極氧化,而於鋁基材的周面形成具有多個細孔(凹部)的陽極氧化鋁(專利文獻2、3)。
然而,在使用圖7A及圖7B所示的處理槽170來將圓柱狀的鋁基材在電解液中陽極氧化的情況下,若處理槽170內產生滯留部,則尤其在多孔板172的上部,處理液(電解液)1L'中容易產生溫度不均(temperature unevenness)。基材1A的表面溫度容易受到處理液1L'的溫度不均的影響,若處理液1L'中產生溫度不均,則基材1A的表面亦容易產生溫度不均。
藉由陽極氧化而形成於基材表面的細孔的深度容易受到處理中的溫度的影響。因此,若電解液或基材表面產生溫度不均,則有時會獲得根據部位的不同而使細孔的深度有差異的模具。若使用此種模具,並藉由壓印法來轉印形成在上述模具的表面的微細凹凸結構,則會成為根據部位的不同而使凸部的高度有差異,亦即反射率有差異的物品。
關於產生陽極氧化的不均的原因,認為是受到電解液 的溫度、電流密度、電解電壓等的影響,輥狀的鋁表面的溫度不均、或用以供給穩定的電流的通電構件與鋁基材未電性緊密接觸所導致的通電不良等。
[先行技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2009-242878號公報
[專利文獻2]日本專利特開2009-174007號公報
[專利文獻3]國際公開第2006/059686號手冊
本發明是鑒於上述情況而完成的,本發明的第1方面提供製造一種細孔的深度的差異得以抑制的壓印用輥狀模具。
本發明的第2方面提供製造一種凸部的高度的差異得以抑制的、表面具有多個凸部的物品的方法。
本發明的第3方面提供可製造一種細孔的深度的差異得以抑制的壓印用輥狀模具的陽極氧化處理裝置。
本發明的第4方面提供即便在對長條的基材進行處理的情況下亦可防止電解液的滯留並進而可抑制電解液的使用量的電解處理裝置。
本發明的第5方面提供適合用於上述電解處理裝置的處理槽。
本發明的第1態樣是關於一種輥狀模具的製造方法,使用通電構件來對浸漬於陽極氧化槽的電解液中的由鋁構成的圓筒狀的鋁基材進行通電並進行陽極氧化處理,而製 造一種於表面具有多個凹凸的輥狀模具; 該輥狀模具的製造方法包括陽極氧化步驟,即,在上述通電構件抵接於上述鋁基材的狀態下,一方面以上述鋁基材的中心軸為旋轉中心而使上述鋁基材旋轉,一方面通過上述通電構件來對上述鋁基材進行通電。
本發明的第2態樣是關於第1態樣所述的輥狀模具的製造方法,其中上述鋁基材與上述通電構件同步地旋轉。
本發明的第3態樣是關於第1態樣或第2態樣所述的輥狀模具的製造方法,其中上述通電構件包括導電性的軸構件、及固定於上述軸構件並抵接於上述鋁基材的探針;上述探針抵接於圓筒狀的上述鋁基材的內周面;上述軸構件的至少一端部配置於與對上述軸構件進行供電的導電性的供電構件接觸的位置處。
本發明的第4態樣是關於第3態樣所述的輥狀模具的製造方法,其中上述軸構件的至少一端部沿著上述鋁基材的軸方向而位於上述鋁基材的外側;上述至少一端部的形狀為圓錐狀;上述軸構件的至少一端部在與上述供電構件滑動的同時進行旋轉。
本發明的第5態樣是關於第3態樣所述的輥狀模具的製造方法,其中上述鋁基材藉由使固定於上述鋁基材的軸方向端部的旋轉治具旋轉,而以中心軸為中心進行旋轉;上述軸構件固定於上述旋轉治具,且與上述鋁基材同步地旋轉。
本發明的第6態樣是關於第5態樣所述的輥狀模具的 製造方法,其中上述旋轉治具使上述鋁基材的端部止水。
本發明的第7態樣是關於第1態樣所述的輥狀模具的製造方法,其中自上述陽極氧化槽排出上述電解液的一部分,且對上述陽極氧化槽供給等量的電解液。
本發明的第8態樣是關於第7態樣所述的輥狀模具的製造方法,其中使電解液自比上述陽極氧化槽的鋁基材更上側溢出以使上述電解液的一部分排出,並將溢出的上述電解液自設置於比上述鋁基材更下側的供給口而送回至陽極氧化槽內。
本發明的第9態樣是關於第7態樣所述的輥狀模具的製造方法,其中上述陽極氧化槽的形狀為半圓柱狀的形狀,自一側面均一地供給電解液,並使該電解液自另一側面溢出。
本發明的第10態樣是關於第9態樣所述的輥狀模具的製造方法,其中上述陽極氧化槽為收容電解液且供上述鋁基材浸漬的長條的形狀,且包括:以沿著浸漬於上述處理槽本體中的基材的周面的方式使底部彎曲成圓弧狀的處理槽本體,將電解液供給至處理槽本體的電解液供給部,及自處理槽本體排出電解液的溢出部;自以沿著處理槽本體的長度方向的方式設置的上述電解液供給部,並自處理槽本體的一側面上方供給電解液,自以沿著處理槽本體的長度方向的方式而設置於處理槽本體的另一側面上部的上述溢出部排出上述電解液。
本發明的第11態樣是關於第10態樣所述的輥狀模具 的製造方法,其中向著與自上述電解液供給部而供給的上述電解液朝向上述溢出部流動的方向成相反的方向,使上述鋁基材旋轉。
本發明的第12態樣是關於第1態樣或第2態樣所述的輥狀模具的製造方法,其中上述通電構件為與上述鋁基材的一端面或兩端面形成面接觸的通電構件。
本發明的第13態樣是關於第12態樣所述的輥狀模具的製造方法,其中上述通電構件配置成抵接於上述鋁基材的一端面或兩端面,且在軸方向上夾持上述鋁基材,使上述通電構件旋轉,且在將上述通電構件與上述鋁基材抵接的狀態下旋轉。
本發明的第14態樣是關於第13態樣所述的輥狀模具的製造方法,其中上述旋轉治具使上述鋁基材的端部止水。
本發明的第15態樣是關於第12態樣所述的輥狀模具的製造方法,其中使上述通電構件沿著上述鋁基材的軸方向移動,以使上述鋁基材與上述通電構件接觸。
本發明的第16態樣是關於第12態樣所述的輥狀模具的製造方法,其中在上述鋁基材的一端面或兩端面包含第1錐(taper)面,上述通電構件具有與上述第1錐面形成面接觸的第2錐面,使上述第1錐面與上述第2錐面接觸而使上述鋁基材與上述通電構件抵接。
關於本發明的另一方面,為一種壓印用輥狀模具的製造方法,其在輥狀的鋁基材的外周面製造形成著具有多個細孔的陽極氧化鋁的壓印用輥狀模具,其特徵在於當將鋁 基材在陽極氧化槽的電解液中陽極氧化時,以鋁基材的中心軸為旋轉軸而使鋁基材旋轉。
上述方面中,較佳為自陽極氧化槽排出電解液的一部分,且對陽極氧化槽供給等量的電解液;更佳為使電解液自陽極氧化槽溢出,並將溢出的電解液自設置於比鋁基材更下側的供給口而送回至陽極氧化槽內。
上述方面中,相對於陽極氧化槽的容積,較佳為使陽極氧化槽的電解液的供給量的循環次數為3分鐘內1次以上。藉此,陽極氧化槽進行頻繁的液體更新,而高效地進行除熱、將產生的氫除去。例如,當槽容量為105L時,較佳為35L/min~60L/min,更佳為41L/min~55L/min。
上述方面中,在進行陽極氧化時,較佳為將鋁基材作為陽極,使至少1塊陰極板與鋁基材的中心軸大致平行,且夾著鋁基材而對向配置著。
本發明的第17態樣是關於上述物品的製造方法,用來製造表面上具有多個凹凸的物品,且包括:藉由壓印法將形成在利用第1態樣所述的製造方法而獲得的壓印用輥狀模具的外周面的陽極氧化鋁的多個細孔轉印至被轉印體;以及獲得表面上具有使上述細孔反轉並轉印而成的形狀的多個凸部的物品。
本發明的第18態樣是關於一種處理槽,將圓柱狀的基材在電解液中進行電解處理,包括收容電解液且供上述基材浸漬的長條的處理槽本體、將電解液供給至處理槽本體的電解液供給部、及自處理槽本體排出電解液的溢出部, 上述處理槽本體的底部的內表面以沿著浸漬於上述處理槽本體中的基材的周面的方式而彎曲成圓弧狀,上述電解液供給部以沿著處理槽本體的長度方向的方式而設置於處理槽本體的一側面上方,上述溢出部以沿著處理槽本體的長度方向的方式而設置於處理槽本體的另一側面上部。
本發明的第19態樣是關於一種電解處理裝置,將圓柱狀的基材在電解液中進行電解處理,且包括:處理槽,其包括收容電解液且供上述基材浸漬的長條的處理槽本體、將電解液供給至處理槽本體的電解液供給部、及自處理槽本體排出電解液的溢出部;以及電極板,以夾著浸漬於上述處理槽本體中的基材的方式配置著,上述處理槽本體的底部的內表面以沿著浸漬於上述處理槽本體中的基材的周面的方式而彎曲成圓弧狀,上述電解液供給部以沿著處理槽本體的長度方向而設置於處理槽本體的一側面上方,上述溢出部以沿著處理槽本體的長度方向的方式而設置於處理槽本體的另一側面上部。
此處,較佳為上述電極板以沿著上述處理槽本體的底部的內表面形狀而彎曲。
進而,較佳為包括以上述基材的中心軸為旋轉中心而使上述基材旋轉的旋轉機構。
而且,上述旋轉機構較佳為向著與自電解液供給部供給的電解液朝向溢出部流動的方向成相反的方向使上述基材旋轉。
本發明的第20態樣是關於一種陽極氧化處理裝置,將 由鋁構成的輥狀的鋁基材在陽極氧化槽的電解液中進行陽極氧化處理,具有與上述鋁基材的一端面或兩端面進行面接觸的通電構件,一方面使以中心軸為旋轉中心進行旋轉的上述鋁基材與上述通電構件同步地旋轉,一方面對上述鋁基材進行通電。
而且,本發明的第20態樣的陽極氧化處理裝置的特徵在於具有使上述鋁基材旋轉的旋轉驅動機構。
而且,本發明的第20態樣的陽極氧化處理裝置的特徵在於具有使上述通電構件沿上述鋁基材的軸方向進退移動的軸方向驅動機構,藉由上述軸方向驅動機構使上述鋁基材與上述通電構件接觸或分離。
而且,本發明的第20態樣的陽極氧化處理裝置的特徵在於上述鋁基材的一端面或兩端面包含第1錐面,上述通電構件具有與上述第1錐面形成面接觸的第2錐面。
本發明的第21態樣是關於一種陽極氧化處理裝置,將由鋁構成的輥狀的鋁基材在陽極氧化槽的電解液中進行陽極氧化處理,具有使上述鋁基材通電的導電性的探針,以上述鋁基材的中心軸為旋轉中心而使上述鋁基材旋轉,並且在使上述探針抵接於上述鋁基材的狀態下與上述鋁基材同步地旋轉,以對上述鋁基材進行通電。
而且,本發明的第21態樣的陽極氧化處理裝置的特徵在於:包括將上述探針固定而沿著上述鋁基材的軸方向延伸的導電性的旋轉軸、及抵接於上述旋轉軸的端部而對上述旋轉軸進行供電的導電性的供電板構件,藉由使上述旋 轉軸與上述鋁基材同步地旋轉,而使上述探針與上述鋁基材同步地旋轉。
而且,本發明的第21態樣的陽極氧化處理裝置的特徵在於:與上述旋轉軸的上述供電板構件接觸的部位的形狀為圓錐狀。
而且,本發明的陽極氧化處理裝置的特徵在於:上述鋁基材藉由固定於端部的旋轉治具而以中心軸為旋轉中心進行旋轉,上述旋轉軸藉由固定於上述旋轉治具而與上述鋁基材同步地旋轉。
而且,本發明的第21態樣的陽極氧化處理裝置的特徵在於:成為可止水而使得上述鋁基材的內部不會有電解液進入的結構。
根據本發明的壓印用輥狀模具的製造方法,可製造細孔的深度的差異得以被抑制的壓印用輥狀模具。
根據本發明的第20態樣,因使鋁基材與通電構件進行面接觸,且一方面同步地旋轉一方面對鋁基材進行通電,故而可進行通電無不良的穩定的通電。而且,因接觸面積大,故而可抑制主要因鋁基材與通電構件的接觸部的旋轉的摩擦等的旋轉而引起的電流值的浮動範圍,從而可進一步實現輥狀模具的良率的提高。
根據本發明的第21態樣,在使鋁基材與探針抵接的狀態下一方面使鋁基材與探針同步地旋轉,一方面自探針來對鋁基材進行通電,因此不會有鋁基材與探針之間的磨耗 而可抑制通電不良,從而可進一步實現輥狀模具的良率的提高。
根據本發明的物品的製造方法,可製造凸部的高度的差異得以抑制的表面上具有多個凸部的物品。
本發明的處理槽適合作為即便在對長條的基材進行處理的情況下亦可防止電解液的滯留並進而可抑制電解液的使用量的電解處理裝置的處理槽。
而且,本發明的電解處理裝置即便在對長條的基材進行處理的情況下亦可防止電解液的滯留並進而可抑制電解液的使用量。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下。
作為本發明的第1態樣~第16態樣的輥狀模具的製造方法可藉由應用作為本發明的第18態樣的用以將圓柱狀的基材在電解液中進行電解處理的處理槽、作為本發明的第19的態樣的將圓柱狀的基材在電解液中進行電解處理的電解處理裝置、或者作為本發明的第20態樣或第21態樣的應用陽極氧化處理裝置來實施。
以下,根據圖式來對本發明的實施形態進行詳細說明。
[處理槽]
本發明的處理槽是用以將圓柱狀的基材在電解液中進行電解處理的構件。
圖1是表示本實施形態的處理槽110的一例的圖,且是自後述的電解液供給部側觀察到的側視圖。圖2是沿著圖1的1I-1I'線的剖面圖。
另外,圖2中追加了收容圖1所示的處理槽110的外槽140。
而且,本發明中,成為電解處理的對象的基材的形狀為圓柱狀,但亦可為圖1、圖2所示的中空狀(圓筒狀),還可不為中空狀。
圖1、圖2所示的處理槽110包括如下構件而構成:收容電解液1L且供中空圓柱狀的基材1A浸漬的長條的處理槽本體111,將電解液1L供給至處理槽本體111的電解液供給部112,及自處理槽本體111排出電解液1L的溢出部113。
該處理槽110如圖2所示收容於外槽140中。
<處理槽本體>
處理槽本體111為收容電解液1L的構件,且於上述電解液1L中浸漬基材1A。
處理槽本體111的底部111a的內表面111a'以沿著浸漬於處理槽本體111中的基材1A的周面(外周面)1A'的方式而彎曲成圓弧狀。藉由底部111a的內表面111a'彎曲成圓弧狀,使自後述的電解液供給部112供給的電解液1L可順暢地向溢出部113流動。
另外,本發明中「圓弧狀」並不限定於真圓(true circle)狀。
關於底部111a的內表面111a'的形狀,較佳為半圓形狀、半橢圓形狀等無彎曲點的平滑地沿一方向彎曲的形狀,其中,更佳為半圓形狀。只要底部111a的內表面111a'的形狀為半圓形狀,則自電解液供給部112供給的電解液1L在保持著沿底部111a的內表面111a'更順暢的流動的狀態下向溢出部113流動。
關於處理槽本體111的材質,只要為不易因電解液1L而腐蝕的材質,則並無特別限制,例如列舉不鏽鋼、聚氯乙烯(polyvinyl chloride,PVC)等。
關於處理槽本體111的大小,則只要為可收容基材1A的大小,並無特別限制,例如圖2所示,將基材1A配置於處理槽本體111內時,處理槽本體111的大小為在基材1A的外周面1A'與底部111a的內表面111a'之間形成空隙S的大小。具體而言,自基材1A的中心軸P至底部111a的內表面111a'為止的距離D,較佳為基材1A的半徑(r)的1.25倍~2倍。
另外,在底部111a的內表面111a'的形狀為半圓形狀的情況下,較佳為以該半圓的直徑上的中心與基材1A的中心軸P重合的方式,將基材1A配置於處理槽本體111內。
然而,如上述般在將基材陽極氧化而使周面形成細孔的情況下,細孔的深度容易受到電解液或基材表面(外周面)的溫度不均的影響,因此必需減小溫度不均。
電解液或基材表面的溫度不均主要因電解液在處理槽 內滯留而產生,而若基材與處理槽的內表面的間隔窄,則有時也會產生溫度不均。認為其原因在於,若進行陽極氧化則因發熱而使處理槽容易被加熱,藉由該處理槽的熱而使處理槽附近的基材表面直接且不均一地受熱,從而會產生溫度不均。認為該傾向在基材與處理槽的內表面的距離越近則越容易引起。
然而,自基材1A的中心軸P至底部111a的內表面111a'為止的距離D只要為基材1A的半徑(r)的1.25倍以上,則基材1A的外周面1A'與處理槽本體111的底部111a的內表面111a'之間形成充分的間隙。由此,因位於基材1A與處理槽本體111之間的電解液1L能夠充分發揮緩衝材的作用,故而即便藉由陽極氧化時的發熱而使處理槽本體111被加熱,亦可抑制基材1A因處理槽本體111而直接受熱。因此,可更有效地防止基材1A的外周面1A'的溫度不均,從而可於基材的外周面形成深度的差異得以抑制的細孔。
另外,距離D較佳為基材1A的半徑(r)的2倍以下。若距離1D超過基材1A的半徑(r)的2倍,則不僅溫度不均的防止效果達到極限,而且處理槽本體111變得大型,導致電解液1L的使用量增多。
<電解液供給部>
圖示例的電解液供給部112由供給管112a、連接於上述供給管112a的長條的噴出部112b而構成。
藉由泵(省略圖示)等向供給管112a內送入電解液, 充滿於供給管112a內的電解液自噴出口1121a向噴出部112b排出。
噴出口1121a沿著供給管112a的長度方向而可連續(狹縫狀)地形成,亦可斷續地形成。
噴出部112b的前端浸漬於收容在處理槽本體111的電解液1L中,電解液1L自噴出部112b的噴出口1121b而供給至處理槽本體111。
噴出口1121b沿著噴出部112b的長度方向而可連續地形成,亦可斷續地形成。
為了使自噴出部112b排出的電解液,相對於處理槽111本體的長度方向而保持均一的流動狀態,只要設為保持電解液供給部內的正壓的結構,則可相對於寬度方向而形成均一的流動。為了保持正壓,可將供給管112a的噴出口1121a的面積設為大於噴出部112b的噴出口1121b的開口面積。
關於供給管112a及噴出部112b的材質,只要為不易因電解液1L而腐蝕的材質,則未作特別限制,例如列舉不鏽鋼、聚氯乙烯(PVC)等。
<溢出部>
溢出部113是將自處理槽本體111溢出的電解液1L向處理槽本體111的外部排出的構件,以沿著處理槽本體111的長度方向的方式而設置於處理槽本體111的另一側面111c上部。
圖示例的溢出部113藉由使處理槽本體111的一側面 111b與另一側面111c的高度不同,具體而言使另一側面111c低於一側面111b而形成。
<作用效果>
以上說明的本發明的處理槽110將電解液L自處理槽本體111的一側面111b上方供給,並自另一側面111c的上部排出。此時,因處理槽本體111的底部111a的內表面111a'彎曲成圓弧狀,故而電解液1L不會發生滯留而可順暢地向溢出部113移動。
另外,在向電解液供給部112送入電解液1L時雖使用泵(省略圖示)等,但電解液1L亦會因重力而自電解液供給部112送出。因此,本發明的處理槽110,與如圖8所示的先前的處理槽170般,自設置於該處理槽170的下部的供給管171,藉由泵173而將電解液1L'向處理槽170的上方(亦即,與重力相反)噴出的情況相比,不易受到泵的壓力的影響。因此,即便進行電解處理的基材1A變長,而處理槽本體111的長度方向的長度或電解液供給部112亦變長,電解液供給部112的兩端中,自泵所受到的電解液的壓力差亦小。
因此,若使用本發明的處理槽110,可防止在處理槽本體111內電解液1L部分地滯留,因此可對基材1A的外周面1A'均一地進行電解處理。
尤其在將鋁基材進行陽極氧化處理的情況下,重要的是抑制電解液或基材表面的溫度不均,而若使用本發明的處理槽110,則不易產生處理槽本體111內的電解液1L的 滯留部,從而不易產生溫度不均。由此,形成於基材1A的外周面1A'的細孔的深度的差異得以抑制。
而且,本發明的處理槽110因處理槽本體111的底部111a的內表面111a'彎曲成圓弧狀,故而與如圖8所示的長方體狀的處理槽170相比可縮小容積。由此,電解液的使用量亦得以抑制。
另外,若使用本發明的處理槽110,則電解液1L順暢地在處理槽本體111內流動,因此無需設置對多孔板等的流動進行調整的構件。
<另一實施形態>
本發明的處理槽並不限定於圖1、圖2所示的處理槽110。例如,圖1、圖2所示的處理槽110的電解液供給部112只要為可沿長度方向均一供給的形狀,則為管狀的結構亦無妨。
而且,圖1、圖2的處理槽110中,溢出部113是藉由使處理槽本體111的另一側面111c較一側面111b更低而形成,但亦可例如圖3所示,於另一側面111c設置沿處理槽本體111的長度方向延伸的孔113',並將該孔113'作為溢出部113。其中,在此情況下,較佳為在比浸漬於處理槽本體111的基材1A更高的位置處設置孔113'。
孔113'可如圖3所示連續地形成,亦可斷續地形成。
另外,圖3中僅表示了處理槽本體111、孔113'及基材1A,而省略了電解液供給部。
[電解處理裝置]
本發明的電解處理裝置是將圓柱狀的基材在電解液中進行電解處理的裝置。
圖4是表示本實施形態的電解處理裝置1的一例的側剖面圖,圖5A是沿著圖4的1II-1II'線的剖面圖,圖5B是圖4所示的電解處理裝置中所包括的處理槽110與電極板120的立體圖。
該例的電解處理裝置11包括:充滿了電解液L的處理槽110,以夾著浸漬於該處理槽110的處理槽本體111中的基材1A的方式而配置的電極板120,以基材1A的中心軸為旋轉中心而使基材1A旋轉的旋轉機構130,用以收容處理槽110且接收自處理槽110溢出的電解液1L的外槽140,暫時積存電解液1L的積存槽150,使外槽140中接收的電解液1L向積存槽150流下的流下流路141,將積存槽150的電解液1L向處理槽110的電解液供給部112送回的送回流路151,及設置於送回流路151的中途的泵152。
以下,以將本發明的電解處理裝置11用作陽極氧化處理裝置的情況為例,進行具體說明。
電解處理裝置11包括上述本發明的處理槽110,如圖5A、圖5B所示,電極板120成為以沿著該處理槽110的處理槽本體111的底部111a的內表面111a'形狀的方式而彎曲的形狀。藉由電極板120為彎曲的形狀,電解液1L的流動不易受到妨礙,因此電解液1L不會滯留而可更順暢地向溢出部113移動。
另外,圖5A中省略了外槽140。而且,圖5B中僅表示處理槽110的處理槽本體111及溢出部113、電極板120、及基材1A,而省略了除此以外的電解處理裝置11的構成構件。
處理槽本體111的端面111d、111e如圖5B所示,成為U字狀。因此,為了使電解液不會自端面111d、111e漏出,而在端面111d、111e安裝了與其形狀相符的密封材(省略圖示)。
此外,在端面111d、111e的下部側,如圖4、圖5A所示,使軸方向沿著水平方向而設置著支持基材1A的支持軸131,以作為旋轉機構130。
支持軸131如圖4、圖5A所示,在處理槽本體111的端面111d、111e分別沿著水平方向排列而設置一對,各支持軸131貫通處理槽本體111的端面111d、111e,從而相對於該些處理槽本體111的端面111d、111e而可旋轉地受到支持。
在各支持軸131的處理槽本體111內的端部,插通設置著由樹脂材料構成的圓筒狀的彈性構件132,基材1A以其兩端部外周面載置在各彈性構件132上的方式而支持於支持軸131上。各支持軸131與例如馬達等的旋轉驅動部(省略圖示)連接,並藉由該旋轉驅動部使各支持軸131向同一方向旋轉,從而使該電解處理裝置11中與彈性構件132接觸的基材1A旋轉。
旋轉機構130尤其如圖5A所示,較佳為向著與自處 理槽110的電解液供給部112向處理槽本體111供給的電解液1L朝向溢出部113流動的方向成相反的方向而使基材1A旋轉。藉由電解液1L的流動的方向與基材1A的旋轉方向相反,相對於基材1A的表面附近處的電解液1L的流動相對變快,在電解處理時可高效地進行自基材1A產生的熱的移動。在電解液1L的流動的方向與基材1A的旋轉方向相同的情況下,基材1A表面附近處的電解液1L的流動相對變慢,在無速度狀態下熱的移動差,因而會導致處理槽110整體的電解液的溫度上升。
在支持軸131的上方,使軸方向沿著水平方向的通電用軸桿(shaft)133貫通密封材114而設置著,該密封材114安裝在端面111d、111e,該通電用軸桿133亦貫通外槽140而露出在外側。通電用軸桿133由具有導電性的材料構成,且可旋轉地支持於安裝在端面111d、111e的密封材的各個上。另外,通電用軸桿133亦可整體不由具有導電性的材料構成,而可經由後述的通電構件134來對基材110施加電流。具體而言,通電用軸桿133的外部可為藉由絕緣物質塗敷的構成,亦可對與安裝在端面111d、111e的密封材接觸的部位施以耐磨耗性優異的塗敷等。
在各通電用軸桿133的處理槽本體111內的端部,一體地設置著圓盤狀的通電構件134。通電構件134與中空圓柱狀的基材1A的兩端面形成面接觸。此處,在以夾著基材1A的方式而配置的電極板120與通電用軸桿133上電性連接著電源121,從而可施加電流。
通電構件134設置成藉由在通電軸桿133或者基材1A的軸方向上進行氣缸等的進退移動的驅動部(省略圖示),可進行進退移動。在將基材1A設置於支持軸131後,藉由使通電構件134與基材1A的兩端面進行接觸而可自基材1A的軸方向的兩側進行通電。另外,圖4所示的例中,在基材1A的兩端面設置著通電構件134,但亦可將通電構件134僅設置於基材1A的一端面,而將另一通電構件134作為按壓構件。而且,通電構件134無需在基材1A的端面緊密地與基材1A進行接觸,亦可為在基材1A的內周面等其他位置處與基材1A進行接觸的構成。
通電軸桿133貫通處理槽110及外槽140而進行進退移動,因此在通電軸桿133與處理槽110及外槽140之間,設置著可旋轉地及可在軸方向上移動地支持通電軸桿133的滑動軸承135。
圖示例的基材1A的兩端部的內徑側角部被倒角,在基材1A的兩端面的一部分形成著錐面1a,另一方面通電構件134的外徑側角部被倒角,形成著與基材1A的錐面1a進行面接觸的錐面134a,較佳為兩者的傾斜設定同一傾斜度(gradient)。藉由使基材1A的錐面1a與通電構件134的錐面134a進行面接觸,而使兩者可電性緊密接觸,且在基材1A或通電構件134側旋轉的情況下,可藉由接觸的阻力而傳達該旋轉,從而可同步地旋轉。
藉由設為此種結構,因接觸面積大,且旋轉時的滑動的影響或磨耗的影響亦得以減小,從而可進行穩定的電流 供給。
而且,連接著通電構件134的通電軸桿133與基材1A同步地旋轉,因此通電軸桿133與電源121藉由可旋轉供電的連接器(省略圖示)而電性接觸(連接)。作為可旋轉供電的連接器,有旋轉式連接器、滑動環等,而旋轉式連接器旋轉時的電流穩定性更佳。而且,亦可使通電構件134僅與基材1A的一端面進行面接觸,而進行通電。
外槽140是收容處理槽110的構件,且如圖2、4所示,處理槽110內的電解液1L自溢出部113排出,並向外槽140流動。外槽140中接收的電解液1L通過流下流路141而向積存槽150流下。
積存槽150中設置著電解液1L的調溫機構153,積存槽150內得以調溫的電解液1L藉由泵152並通過送回流路151而自處理槽110的電解液供給部112向處理槽本體111送回。另外,關於設置於積存槽150的調溫機構153,可列舉以水、油等為熱媒(heat medium)的熱交換器、電加熱器等。
<作用效果>
以上所說明的本發明的電解處理裝置11包括本發明的處理槽110。由此,處理槽110的處理槽本體111內不易滯留電解液1L。
另外,在向電解液供給部112送入電解液1L時雖使用泵(省略圖示)等,但電解液1L亦會因重力而自電解液供給部112送出。因此,本發明的處理槽110,與如圖 7A、圖7B所示的先前的處理槽170般,自設置於該處理槽170的下部的供給管171,藉由泵173而將電解液1L'向處理槽170的上方(亦即,與重力相反)噴出的情況相比,不易受到泵的壓力的影響。因此,即便進行電解處理的基材1A變長,而處理槽本體111的長度方向的長度或電解液供給部112亦變長,電解液供給部112的兩端中,自泵所受到的電解液的壓力差亦小。
因此,根據本發明的電解處理裝置11,可防止在處理槽110的處理槽本體111內電解液L部分地滯留,因此可對基材1A的外周面均一地進行電解處理。
尤其在將鋁基材進行陽極氧化處理的情況下,重要的是抑制電解液或基材表面的溫度不均,但只要為本發明的電解處理裝置11,則處理槽本體111內的電解液1L的滯留部不易產生,從而不易產生溫度不均。由此,形成於基材1A的外周面的細孔的深度的差異得以抑制。
而且,本發明的電解處理裝置11因處理槽本體111的底部彎曲成圓弧狀,故而與如圖7A、圖7B所示的長方體狀的處理槽170相比可縮小容積。由此,電解液的使用量亦得以抑制。
另外,根據本發明的電解處理裝置11,電解液1L順暢地在處理槽本體111內流動,因此無需在處理槽110內設置對多孔板等的流動進行調整的構件。
<另一實施形態>
本發明的電解處理裝置並不限定於圖4、圖5A、圖5B 所示的電解處理裝置11。例如圖4、圖5A、圖5B所示的電解處理裝置11包括支持軸131來作為使基材1A旋轉的旋轉機構130,但亦可將連接於通電構件134的通電用軸桿133作為旋轉機構。在此情況下,支持軸131亦可成為不連接於上述說明的旋轉驅動部,而可與基材1A同步地旋轉的結構。
而且,通電構件134無需如上述般整體由具有導電性的材料構成,而可設為將基材A與通電用軸桿133電性連接的構成。具體而言,成為將通電構件134的錐面134a與通電用軸桿133電性連接的部分以外藉由絕緣物質塗敷的構成亦無妨。而且,關於錐部134a,只要可穩定地使基材1A與通電構件134電性連接,則其表面的一部分亦可由導電性物質以外來構成。
而且,上述實施形態中,對基材1A的兩端部的內徑側角部進行倒角而形成錐面1a,對通電構件134的外徑側角部進行倒角而形成錐面134a,但亦可對基材1A的兩端部的外徑側角部進行倒角,對通電構件134的內徑側角部進行倒角而形成錐面。
進而,形成在各個通電構件134的錐面134a無需為相同形狀,亦可為不同形狀。而且,錐面134a亦可為形成在通電構件134的至少一方的構成。
<用途>
本發明的電解處理裝置可用作進行陽極氧化等的化成處理、或電鍍等的皮膜處理等對基材的表面進行電解處理 的裝置,尤其適合作為將鋁基材陽極氧化的陽極氧化處理裝置。
以下,對使用本發明的電解處理裝置將鋁基材陽極氧化而製造模具的方法的一例進行說明。
首先,如圖4、圖5A、圖5B所示,將作為基材1A的鋁基材設置於支持軸131上。此時,如圖2所示,以在基材1A的外周面1A'與處理槽本體111的底部111a的內表面111a'之間形成著空隙S的方式,將基材1A設置於支持軸131上。具體而言,較佳為以自基材1A的中心軸P至底部111a的內表面111a'為止的距離D成為基材1A的半徑(r)的1.5倍的方式,來設置基材1A。
另外,在底部111a的內表面111a'的形狀為半圓形狀的情況下,較佳為以該半圓的直徑上的中心與基材1A的中心軸P重合的方式,設置基材1A。
然後,使用進行前後移動的上述驅動部(省略圖示)使通電軸桿133自兩側同時移動,以使通電構件134與基材1A接觸。另外,亦可在使基材1A與通電構件134接觸之後將電解液1L供給至處理槽本體111,在電解液1L已進入處理槽本體111的狀態下,使通電構件134與基材A接觸。在通電構件134與基材1A接觸的狀態下使上述旋轉驅動部(省略圖示)驅動,從而使支持軸131旋轉而使基材1A旋轉。
一方面使基材1A旋轉一方面經由通電軸桿133、通電構件134,而對成為陽極的基材1A與成為陰極的電極板 120施加電壓,進行基材1A的陽極氧化。
在使通電構件134與基材1A接觸時,用以接觸的推壓力較佳為0.2MPa以上。因旋轉時接觸的錐面上產生滑動、或無法緊密接觸而會對穩定的電流供給造成影響。然而,若推壓力過大則亦會成為基材1A的應變的原因,旋轉無法傳達而停止,因此,必需根據工件形狀與旋轉驅動源的規定來進行適當選擇。
在進行基材1A的陽極氧化期間,一方面使基材1A旋轉,一方面自處理槽本體111排出電解液1L的一部分,且對處理槽本體111供給等量的電解液。具體而言,處理槽110的溢出部113中自處理槽本體111向外槽140排出電解液1L,使排出的電解液L自外槽140向積存槽150流下,在積存槽150中調節電解液1L的溫度後,使上述電解液1L以沿著處理槽本體111的長度方向的方式送回至設置於一側面上方的電解液供給部112,並自該電解液供給部112供給至處理槽本體111內。
此時,因處理槽本體111的底部111a的內表面111a'彎曲成圓弧狀,故而形成電解液1L的大致均一的流動,電解液1L不會發生滯留而可順暢地向溢出部113移動。
另外,較佳為向著與電場液1L的流動的方向為相反的方向使基材1A旋轉。
自電解液供給部112向處理槽本體111的電解液1L的供給量,較佳為相對於處理槽本體111的容積,循環次數為3分鐘內1次以上。藉此,處理槽本體111可進行頻 繁的液體更新,從而可高效地進行除熱、將產生的氫除去。
基材1A的圓周速度(circumferential velocity)較佳為0.1m/min以上。只要基材1A的圓周速度為0.1m/min以上,則基材1A的周圍的電解液1L的濃度或溫度的不均可更有效地得以抑制。自驅動裝置的能力的觀點考慮,基材1A的圓周速度較佳為25.1m/min以下。
若如上述般將基材1A陽極氧化,則如圖6(a)所示的狀態至圖6(b)所示,形成具有細孔161的氧化皮膜162。
用作基材1A的鋁的純度較佳為99%以上,更佳為99.5%以上,進而更佳為99.8%以上。若鋁的純度低,則進行陽極氧化時,形成藉由雜質的偏析而使可視光線散射的大小的凹凸結構,或者由陽極氧化而形成的細孔161的規則性降低。關於電解液,列舉草酸、硫酸等。
在將草酸用作電解液的情況下: 草酸的濃度較佳為0.7M以下。若草酸的濃度超過0.7M,則電流值變得過高而氧化皮膜的表面變粗燥。
為了獲得具有在一定週期內規則性高的細孔的陽極氧化鋁,必需施加與規定的週期相符的化成電壓。在為例如週期為100nm的陽極氧化鋁的情況下,化成電壓較佳為30V~60V。在未施加與規定的週期相符的化成電壓的情況下,存在規則性降低的傾向。
電解液的溫度較佳為60℃以下,更佳為45℃以下。若電解液的溫度超過60℃,則引起所謂的「混濁(haze)」的現象,細孔破壞,或者表面溶解而細孔的規則性紊亂。
在將硫酸用作電解液的情況下: 硫酸的濃度較佳為0.7M以下。若硫酸的濃度超過0.7M,則電流值變得過高而無法維持定電壓(constant voltage)。
為了獲得具有在一定週期內規則性高的細孔的陽極氧化鋁,必需施加與規定的週期相符的化成電壓。在為例如週期為63nm的陽極氧化鋁的情況下,化成電壓較佳為25V~30V。在未施加與規定的週期相符的化成電壓的情況下,存在規則性降低的傾向。
電解液的溫度較佳為30℃以下,更佳為20℃以下。若電解液的溫度超過30℃,則引起所謂的「混濁」現象,細孔破壞,或者表面溶解而細孔的規則性紊亂。
而且,在如圖6(b)所示具有細孔161的氧化皮膜162形成後,重複進行藉由使用本發明的電解處理裝置11來進行陽極氧化而形成具有多個細孔的陽極氧化鋁的步驟(陽極氧化處理)、及使上述細孔的直徑擴大的步驟(細孔徑擴大處理),藉此來製造輥狀模具。
在重複進行陽極氧化處理步驟及細孔徑擴大處理的情況下,首先,如圖6(c)所示,暫時除去氧化皮膜162。此處,可藉由將其作為陽極氧化的細孔發生點163而提高細孔的規則性。
關於除去氧化皮膜的方法,列舉在不溶解鋁而選擇性地溶解氧化皮膜的溶液中溶解並除去的方法。關於此種溶液,例如列舉鉻酸/磷酸混合液等。
而且,若將已除去氧化皮膜的基材1A再次陽極氧化,則如圖6(d)所示,形成具有圓柱狀的細孔161的氧化皮膜162。
陽極氧化使用上述電解處理裝置11來進行。條件只要為與形成圖6(b)所示的氧化皮膜162時相同的條件即可。使陽極氧化的時間越長,則可獲得越深的細孔。
而且,如圖6(e)所示,進行使細孔161的直徑擴大的處理。細孔徑擴大處理為將浸漬於溶解氧化皮膜的溶液中利用陽極氧化而獲得的細孔的直徑擴大的處理。關於此種溶液,例如列舉5wt%(質量百分比)左右的磷酸水溶液等。
使細孔徑擴大處理的時間越長,則細孔徑越大。
而且,若再次陽極氧化,則如圖6(f)所示,進而形成自圓柱狀的細孔161的底部向下延伸的直徑小的圓柱狀的細孔161。
陽極氧化使用上述電解處理裝置11來進行。條件只要為與上述相同的條件即可。使陽極氧化的時間越長,則可獲得越深的細孔。
而且,若重複上述般的細孔徑擴大處理及陽極氧化處理,則獲得如圖6(g)所示的輥狀模具160,該輥狀模具160形成著具有直徑自開口部向深度方向連續地減少的形狀的細孔161的陽極氧化鋁(鋁的多孔質的氧化皮膜(氧化鋁膜(alumite)))。較佳為最後以細孔徑擴大處理而結束。
重複次數較佳為合計3次以上,更佳為5次以上。當重複次數為2次以下時,細孔的直徑非連續地減少,因此,轉印此種細孔製造而成的光學膜的反射率降低效果不充分。
關於細孔161的形狀,列舉大致圓錐形狀、角錐形狀等。細孔161間的平均週期為可視光線的波長以下,亦即400nm以下。細孔161間的平均週期較佳為25nm以上。
細孔161的縱橫(aspect)比(細孔的深度/細孔的開口部的寬度)較佳為1.5以上,更佳為2.0以上。
細孔161的深度較佳為100nm~500nm,更佳為150nm~400nm。轉印如圖6(a)~圖6(g)所示的的細孔161製造而成的光學膜的表面成為所謂的蛾眼結構。
以上所記載的本實施形態的電解處理裝置11中,當將作為基材1A的輥狀的鋁基材在處理槽本體111的電解液1L中進行陽極氧化時,將電解液1L自處理槽本體111的一側面上方供給,並自另一側面的上部排出。此時,處理槽本體111的底部的內表面彎曲成圓弧狀,因此,電解液1L不會滯留而可順暢地向溢出部移動。因此,電解液或基材表面的溫度不均得以抑制,從而可遍及基材1A的整個外周面而大致均一地進行陽極氧化,其結果,可製造細孔的深度的差異得以抑制的輥狀的模具。
尤其,若以基材1A的中心軸為旋轉軸而使基材1A旋轉,則基材的周圍的電解液的濃度或溫度的不均得以抑制,因此可更均一地將基材1A陽極氧化,從而可製造出 細孔的深度的差異進一步被抑制的輥狀的模具。
此外,如果以在基材1A的外周面與處理槽本體的底部的內表面之間形成特定的大小的空隙的方式將基材1A設置於處理槽本體111內,則位於基材1A與處理槽本體111之間的電解液1L可充分發揮緩衝材的作用。其結果,即便基板藉由陽極氧化時的發熱而處理槽本體111被加熱,亦可抑制基材1A因處理槽本體111而直接受熱。因此,可更有效地防止基材的外周面的溫度不均,從而可製造深度的差異進一步被抑制的輥狀的模具。
輥狀模具160的外周面亦可利用脫模劑進行處理,使得與被轉印體的分離變得容易。關於脫模劑,列舉聚矽氧樹脂、氟樹脂、氟化合物等,由脫模性優異這一點、與輥狀模具160的密接性優異這一點考慮,較佳為具有水解性矽烷基的氟化合物。關於氟化合物的市售品,列舉氟烷基矽烷、Daikin Industries公司製造的「Optool」系列。
圖10是本實施形態的陽極氧化處理裝置210的側剖面圖。圖11是沿著圖10的2A-2A線的剖面圖。
如圖10所示,陽極氧化處理裝置210包括:充滿了電解液的陽極氧化槽211,包圍陽極氧化槽211的周圍用來接收自陽極氧化槽211溢出的電解液的外槽212,暫時積存電解液的積存槽225,及使外槽212所接收的電解液向積存槽225流下的流下流路229。陽極氧化槽211中,輥狀的鋁基材220被收容著並浸漬於電解液中。
在比鋁基材220更下側的陽極氧化槽211的底部形成 著供給口218,陽極氧化處理裝置210更包括:將積存槽225的電解液向陽極氧化層211送回的送回流路228,設置於送回流路228的中途的泵227,及對自供給口218噴出的電解液的流動進行調整的整流板217。
積存槽225中設置著電解液的調溫機構226,積存槽225內得以調溫的電解液形成了藉由泵227並通過送回流路228而朝向陽極氧化槽211的流動,並且自供給口218施壓而噴出。藉此,形成自陽極氧化槽211的底部向上部上升的電解液的流動。另外,關於設置於積存槽225的調溫機構226,列舉以水、油等為熱媒的熱交換器、電加熱器等。
整流板217為形成著多個貫通孔的板狀構件,對電解液的流動進行調整以使得自供給口218噴出的電解液從陽極氧化槽211的整個底部大致均一地上升。整流板217以表面(面方向)大致水平的方式而配置於鋁基材220與供給口218之間。而且,圖11所示的2塊陰極板221為如下的金屬板,即,相對於鋁基材220的中心軸而平行地配置著,且以自水平方向夾著鋁基材220的方式,自鋁基材220隔開間隙而對向配置著。
參照圖10,在陽極氧化槽211中彼此相向的側壁211A、211B的下部側,使軸方向沿著水平方向而設置著支持鋁基材220的支持軸215。支持軸215如圖11所示,在側壁211A、211B分別沿著水平方向排列而設置一對,各支持軸215貫通側壁211A、211B,相對於該些側壁 211A、211B而可旋轉地受到支持。
在各支持軸215的陽極氧化槽211內的端部插通並設置著O形環等的由樹脂材料構成的圓筒狀的彈性構件216,鋁基材220以其兩端部外周面載置於各彈性構件216上的方式而支持於支持軸215上。各支持軸215與例如馬達等的旋轉驅動部(省略圖示)連接,藉由該旋轉驅動部而使各支持軸215向同一方向旋轉,由此使該陽極氧化處理裝置210中與彈性構件216接觸的鋁基材220旋轉。
側壁211A、211B中在支持軸215的上方處,貫通設置著使軸方向沿著水平方向的通電用軸桿214,該通電用軸桿214亦貫通外槽212而露出在外側。通電用軸桿214由具有導電性的材料構成,可旋轉地支持於側壁211A、211B的各個上。另外,通電用軸桿214亦可整體不由具有導電性的材料構成,而經由後述的通電構件213來對鋁基材220施加電流。具體而言,亦可為通電用軸桿214的外部藉由絕緣物質塗敷的構成,對與側壁211A及211B接觸的部位施以耐磨耗性優異的塗敷等。
在各通電用軸桿214的陽極氧化槽211內的端部一體地設置著圓盤狀的通電構件213。通電構件213與成為陽極的中空圓柱狀的鋁基材220的兩端面進行面接觸。此處,在夾著鋁基材220而對向配置的2塊陰極板221與通電用軸桿214上電性連接著電源224,從而可施加電流。
通電構件213設置成藉由在通電軸桿214或者鋁基材220的軸方向上進行氣缸等的進退移動的驅動部(省略圖 示),可進行進退移動。在將鋁基材220設置於支持軸215後,藉由使通電構件213與鋁基材220的兩端面進行接觸而可自鋁基材220的軸方向的兩側進行通電。另外,圖10所示的例中,在鋁基材220的兩端面設置著通電構件213,但亦可將通電構件213僅設置於鋁基材220的一端面,而將另一通電構件213作為按壓構件。而且,通電構件213無需在鋁基材220的端面與鋁基材緊密地接觸,亦可為在鋁基材220的內周面等其他位置處與鋁基材220進行接觸的構成。
通電軸桿214貫通陽極氧化槽211及外槽212而進行進退移動,因此在通電軸桿214與陽極氧化槽211及外槽212之間,設置著可旋轉地及可在軸方向上移動地支持通電軸桿214的滑動軸承219。
鋁基材220的兩端部的內徑側角部被倒角,在鋁基材220的兩端面的一部分形成著錐面220A,另一方面,通電構件213的外徑側角部被倒角,形成著與錐面220A進行面接觸的錐面213A,較佳為兩者的傾斜設定同一傾斜度。藉由使鋁基材220的錐面220A與通電構件213的錐面213A進行面接觸,而可使兩者電性緊密接觸,且在鋁基材220或通電構件213側旋轉的情況下,可藉由接觸的阻力而傳達旋轉,從而可同步地旋轉。
為此,因接觸面積大,且旋轉時的滑動的影響或磨耗的影響亦無,故而可進行穩定的電流供給。
關於鋁基材220及通電構件213的錐(taper)角度,較 佳為相對於軸方向(0°)為15°~45°,更佳為22.5°~37.5°。若錐角度小則接觸時接觸面的阻力受到較大拘束,從而有鋁基材220發生變形之虞。而且,若錐角度大,則接觸而旋轉時接觸面上容易發生滑動。
而且,鋁基材220及通電構件213的錐面220A、213A的表面粗糙度較佳為Ra3.2以下的精加工面(finished surface),更佳為Ra1.6以下的精密的精加工面。在錐面的表面粗糙度粗的情況下,當使鋁基材220與通電構件213接觸時,接觸部的一部分產生浮起,從而無法進行緊密接觸,或在通電構件213的錐面213A的浮起部位形成陽極氧化鋁,因此會對穩定的電流供給造成影響。
而且,連接著通電構件213的通電軸桿214是與鋁基材220同步地旋轉,因此通電軸桿214與電源224藉由可旋轉供電的連接器(省略圖示)而電性接觸(連接)。作為可旋轉供電的連接器,有旋轉式連接器、滑動環等,而旋轉式連接器旋轉時的電流穩定性更佳。而且,亦可使通電構件213僅與鋁基材220的一端面進行面接觸,以進行通電。
另外,作為使通電構件213與鋁基材220同步地旋轉的機構,不僅支持軸215,而且連接於旋轉構件213的通電構件214亦可成為旋轉驅動源。在此情況下,支持軸215成為不連接於上述所說明的旋轉驅動部,而可與鋁基材220同步地旋轉的結構。而且,該實施形態中,對鋁基材220的兩端部的內徑側角部進行倒角,而形成錐面220A, 對通電構件213的外徑側角部進行倒角,而形成錐面213A,但亦可對鋁基材220的兩端部的外徑側角部進行倒角,對通電構件213的內徑側角部進行倒角而形成錐面。而且,通電構件213無需如上述般整體由具有導電性的材料構成,亦可成為將鋁基材220與通電用軸桿214電性連接的構成。具體而言,亦可成為將通電構件的錐面220A與通電用軸桿214電性連接的部分以外藉由絕緣物質塗敷的構成。而且,關於錐部213A,亦只要可穩定地將鋁基材220與通電構件213電性連接,則其表面的一部分亦可由導電性物質以外構成。
而且,形成於各個通電構件213的錐面213A無需為相同形狀,亦可為不同形狀。而且,錐面213A亦可由形成於通電構件213的至少一方的構成。
使用該陽極氧化處理裝置210的鋁基材220的陽極氧化如下述般進行。
將鋁基材220設置於支持軸215上。然後,使用進行前後移動的上述驅動部(省略圖示)使通電軸桿214自兩側同時移動,以使通電構件213與鋁基材220接觸。另外,亦可在使鋁基材220與通電構件213接觸之後將電解液施加至陽極氧化層211,在電解液已進入陽極氧化層211的狀態下,使通電構件213與鋁基材220接觸。在通電構件213與鋁基材220接觸的狀態下使上述旋轉驅動部(省略圖示)驅動,從而使支持軸215旋轉而使鋁基材220旋轉。
一方面使鋁基材220旋轉一方面經由通電軸桿214、 通電構件213,而對鋁基材220與陰極板221施加電壓,進行鋁基材220的陽極氧化。
在使通電構件213與鋁基材220接觸時,用以接觸的推壓力較佳為0.2MPa以上。因旋轉時接觸的錐面上產生滑動、或無法緊密接觸而會對穩定的電流供給造成影響。然而,若推壓力過大則亦會成為鋁基材220的應變的原因,旋轉無法傳達而停止,因此必需根據工件形狀與旋轉驅動源的規格來進行適當選擇。
在進行鋁基材220的陽極氧化的期間,一方面使鋁基材220旋轉,一方面自陽極氧化槽211排出電解液的一部分,且對陽極氧化槽211供給等量的電解液。具體而言,使電解液自陽極氧化槽211溢出,使溢出的電解液向積存槽225流下,在積存槽225中調節電解液的溫度後,使上述電解液自設置於比鋁基材220更下側的供給口218而送回至陽極氧化槽211內。
此時,藉由泵227而自供給口218施壓以使電解液噴出,進而藉由整流板217來對電解液的流動進行調整以使自供給口218噴出的電解液從陽極氧化槽211的整個底部大致均一地上升,由此而形成自陽極氧化槽211的底部向上部上升的電解液的大致均一的流動。
對陽極氧化槽211的電解液的供給量(來自供給口218的電解液的噴出量),較佳為相對於陽極氧化槽211的容積,循環次數為3分鐘內1次以上。藉此,陽極氧化槽211可進行頻繁的液體更新,從而可高效地進行除熱、將產生 的氫除去。具體而言,較佳為當槽容量為107L時,將供給流量設為36L/min左右。
鋁基材220的圓周速度較佳為0.1m/min以上。只要鋁基材220的圓周速度為0.1m/min以上,則鋁基材220的周圍的電解液的濃度或溫度的不均得以充分抑制。由驅動裝置的能力的觀點考慮,鋁基材220的圓周速度較佳為25.1m/min以下。
如上述般將鋁基材220陽極氧化而形成具有多個細孔的氧化皮膜的步驟,與如上述圖6(a)~圖6(g)所示將基材1A陽極氧化而形成輥狀模具160的步驟同樣地進行。
以上所記載的本實施形態的陽極氧化處理裝置210中,當將輥狀的鋁基材220在陽極氧化槽211的電解液中進行陽極氧化時,因以鋁基材220的中心軸為旋轉軸而使鋁基材220旋轉,故而鋁基材220的周圍的電解液的濃度或溫度的不均得以抑制,且遍及鋁基材220的整個外周面大致均一地進行陽極氧化,其結果,可製造細孔的深度的差異得以抑制的輥狀模具。
而且,在使鋁基材220與通電構件213進行面接觸的狀態下,一方面使鋁基材220與通電構件213同步地旋轉,一方面對鋁基材220進行供電,因而接觸面積大,且旋轉時的滑動的影響或磨耗的影響亦無,故而可抑制通電不良,從而可進一步實現輥狀模具的良率的提高。
作為本發明的一個態樣的壓印用輥狀模具(本說明書中,亦僅記作輥狀模具)的製造方法,是製造在輥狀的鋁 基材的外周面形成具有多個細孔的陽極氧化鋁(鋁的多孔質的氧化皮膜(氧化鋁膜))的輥狀模具的方法,其特徵在於當將鋁基材在陽極氧化槽的電解液中陽極氧化時,以鋁基材的中心軸為旋轉軸而使鋁基材旋轉。
以下,對輥狀模具的製造方法的一例進行詳細說明。
關於輥狀模具的製造方法,例如列舉具有下述的步驟(a)~步驟(f)的方法。
(a)將中空圓柱狀的鋁基材在電解液中、在定電壓下陽極氧化,從而於外周面形成氧化皮膜的步驟。
(b)將氧化皮膜除去,而形成陽極氧化的細孔發生點的步驟。
(c)在上述步驟(b)後,在電解液中,再次陽極氧化,於細孔發生點形成具有細孔的氧化皮膜的步驟。
(d)在上述步驟(c)後,使細孔的直徑擴大的步驟。
(e)在上述步驟(d)後,在電解液中,再次陽極氧化的步驟。
(f)重複進行上述步驟(d)與步驟(e)的步驟。
(步驟(a))
圖15是表示陽極氧化處理裝置的一例的剖面圖。
陽極氧化處理裝置310包括:充滿了電解液的陽極氧化槽312,覆蓋陽極氧化槽312的上部且在周緣形成著用以接收自陽極氧化槽312溢出的電解液的排水管部314的上部蓋316,暫時積存電解液的積存槽318,使由排水管部314接收的電解液向積存槽318流下的流下流路320,將積 存槽318的電解液向比鋁基材330更下側的形成於陽極氧化槽312的底部附近的供給口322送回的送回流路324,設置於送回流路324的中途的泵326,對由供給口322噴出的電解液的流動進行調整的整流板328,插入至成為陽極的中空圓柱狀的鋁基材330且水平地保持中心軸332的軸心334,以軸心334的中心軸332(亦即鋁基材330的中心軸)為旋轉軸而使軸心334及鋁基材330旋轉的驅動裝置(省略圖示),夾著鋁基材330而對向配置的2塊陰極板336,與軸心334的中心軸332及2塊陰極板336電性連接的電源338,及對積存槽318的電解液的溫度進行調節的調溫機構340。
泵326形成自積存槽318通過該送回流路324而朝向陽極氧化槽312的電解液的流動,並且自供給口322施壓以使電解液噴出,藉此而形成自陽極氧化槽312的底部向上部上升的電解液的流動。
整流板328為形成著多個貫通孔的板狀構件,對電解液的流動進行調整以使自供給口322噴出的電解液自陽極氧化槽312的整個底部大致均一地上升,且以表面大致水平的方式而配置於鋁基材330與供給口322之間。
驅動裝置(省略圖示)為藉由環狀的鏈條(chain)或齒輪(gear)等的構件(省略圖示)而連接於軸心334的中心軸332的馬達等。
2塊陰極板336為如下的金屬板,即,相對於鋁基材330的中心軸而平行地配置著,且以自水平方向夾著鋁基 材330的方式,自鋁基材330空開間隙而對向配置著。
關於調溫機構340,列舉以水、油等作為熱媒的熱交換器、電加熱器等。
使用陽極氧化處理裝置310的鋁基材330的陽極氧化例如以下述方式來進行。
在使鋁基材330浸漬於陽極氧化槽312的電解液中的狀態下,使驅動裝置(省略圖示)驅動,以軸心334的中心軸332(亦即以鋁基材330的中心軸)為旋轉軸而使軸心334及鋁基材330旋轉。
一方面使鋁基材330旋轉,一方面對鋁基材330與陰極板336之間施加電壓,而進行鋁基材330的陽極氧化。
在進行鋁基材330的陽極氧化的期間,一方面使鋁基材330旋轉,一方面自陽極氧化槽312排出電解液的一部分,且對陽極氧化槽312供給等量的電解液。具體而言,使電解液自陽極氧化槽312溢出,使溢出的電解液向積存槽318流下,在積存槽318中對電解液的溫度進行調節後,將上述電解液自設置於比鋁基材330更下側的供給口322送回至陽極氧化槽312內。此時,藉由泵326而自供給口322施壓以使電解液噴出,進而藉由整流板328來對電解液的流動進行調整以使自供給口322噴出的電解液從陽極氧化槽312的整個底部大致均一地上升,藉此而形成自陽極氧化槽312的底部向上部上升的電解液的大致均一的流動。
對陽極氧化槽312的電解液的供給量(來自供給口322 的電解液的噴出量),較佳為相對於陽極氧化槽312的容積,循環次數為3分鐘內1次以上。藉此,陽極氧化槽312可進行頻繁的液體更新,從而可高效地進行除熱、將產生的氫除去。例如,當槽容量為105L時,較佳為35L/min以上,更佳為41L/min以上。只要電解液的供給量為41L/min以上,則在陽極氧化槽312整體產生電解液的充分的流動。自泵326的能力的觀點考慮,電解液的供給量較佳為60L/min以下,更佳為55L/min以下。
鋁基材330的圓周速度較佳為0.1m/min以上。只要鋁基材330的圓周速度為0.1m/min以上,則鋁基材330的周圍的電解液的濃度或溫度的不均得以充分地受到抑制。自驅動裝置的能力的觀點考慮,鋁基材330的圓周速度較佳為25.1m/min以下。
如上述般將鋁基材330陽極氧化而形成具有多個細孔的氧化皮膜的步驟,與如上述圖6(a)~圖6(g)所示般將基材1A陽極氧化而形成輥狀模具160的步驟同樣地進行。
以上說明的本發明的壓印用輥狀模具的製造方法中,在將輥狀的鋁基材330在陽極氧化槽312的電解液中陽極氧化時,以鋁基材330的中心軸為旋轉軸而使鋁基材330旋轉,因此鋁基材330的周圍的電解液的濃度或溫度的不均得以抑制,從而可遍及鋁基材330的整個外周面而大致均一地進行陽極氧化。其結果,可製造細孔的深度的差異得以抑制的輥狀模具。
而且,自陽極氧化槽312排出電解液的一部分,且對陽極氧化槽312供給等量的電解液,因此在陽極氧化槽312內產生電解液的流動,鋁基材330的周圍的電解液的濃度或溫度的不均進一步被抑制。其結果,可製造細孔的深度的差異進一步被抑制的輥狀模具。
此外,若使電解液自陽極氧化槽312溢出,使溢出的電解液自設置於比鋁基材330更下側的供給口322而送回至陽極氧化槽312內,則產生自陽極氧化槽312的底部向上部上升的電解液的流動,使鋁基材330的周圍的電解液的濃度或溫度的不均進一步被抑制。其結果,可製造細孔的深度的差異進一步被抑制的輥狀模具。
而且,將2塊陰極板336以相對於鋁基材330的中心軸大致平行且自水平方向夾著鋁基材330的方式自鋁基材330空開間隙而對向配置,因此陰極板336不會妨礙在陽極氧化槽312內產生的電解液的流動。其結果,鋁基材330的周圍的電解液的濃度或溫度的不均進一步被抑制,從而可製造細孔的深度的差異進一步被抑制的輥狀模具。
<物品的製造方法>
本發明的物品的製造方法為如下方法:將形成在利用本發明的壓印用輥狀模具的製造方法而獲得的壓印用輥狀模具的外周面的陽極氧化鋁的多個細孔,藉由壓印法而轉印至被轉印體,從而獲得表面上具有上述細孔反轉而成的多個凸部的物品。
關於壓印法,列舉後述的光壓印法、或對由熱可塑性 樹脂構成的被轉印體擠壓受到加熱的輥狀模具而將陽極氧化鋁的多個細孔轉印至被轉印體的熱壓印法,自設備方面及生產性等的觀點考慮,較佳為光壓印法。
以下,對藉由光壓印法的物品的製造方法進行詳細說明。
關於藉由光壓印法的物品的製造方法,例如列舉具有下述的步驟(I)~步驟(III)的方法。
(I)使基材膜沿著旋轉的輥狀模具的表面移動,且在基材膜的表面與輥狀模具的表面之間夾持活性能量線硬化性樹脂組成物的步驟。
(II)對夾持在基材膜的表面與輥狀模具的表面之間的活性能量線硬化性樹脂組成物照射活性能量線,使上述活性能量線硬化性樹脂組成物硬化,而形成表面上具有陽極氧化鋁的細孔反轉而成的多個凸部的硬化樹脂層的步驟。
(III)將基材膜連同硬化樹脂層一併自輥狀模具剝離的步驟。
關於基材膜,列舉聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate)膜、聚碳酸酯(polycarbonate)膜、丙烯酸系膜、三乙醯纖維素(Triacetylcellulose)膜等。
關於活性能量線硬化性樹脂組成物,例如列舉日本專利特開2009-174007號公報(專利文獻1)的段落[0046]~[0055]所述的活性能量線硬化性組成物、日本專利特開2009-241351號公報的段落[0052]~[0094]所述的活性能量 線硬化性樹脂組成物等。
在藉由光壓印法製造物品的情況下,例如使用圖16所示的製造裝置以下述方式製造。
在外周面形成著具有多個細孔的陽極氧化鋁的輥狀模具、與沿著輥狀模具的表面移動的帶狀的基材膜352之間,自貯槽(tank)354供給活性能量線硬化性樹脂組成物356。
在輥狀模具與藉由氣壓缸358而調整了線壓(nip pressure)的軋輥360之間,捏夾基材膜352及活性能量線硬化性樹脂組成物356,使活性能量線硬化性樹脂組成物356在基材膜352與輥狀模具350之間均一地前進,同時填充至輥狀模具的外周面的細孔內。
在輥狀模具與基材膜352之間夾著活性能量線硬化性樹脂組成物356的狀態下,使用設置於輥狀模具的下方的活性能量線照射裝置362,自基材膜352側對活性能量線硬化性樹脂組成物356照射活性能量線,使活性能量線硬化性樹脂組成物356硬化,藉此形成轉印著輥狀模具的外周面的多個細孔的硬化樹脂層364。
藉由剝離輥366,將表面形成著硬化樹脂層364的基材膜352自輥狀模具剝離,由此獲得物品368。
關於活性能量線照射裝置362,較佳為高壓水銀燈、金屬鹵素燈等,該情況下的光照射能量量較佳為100mJ/cm2 ~10000mJ/cm2
關於物品368,列舉光學膜(抗反射膜等)等。
在以上說明的本發明的物品的製造方法中,因使用由本發明的壓印用輥狀模具的製造方法而獲得的細孔的深度的差異得以抑制的壓印用輥狀模具,故而可製造出凸部的高度的差異得以抑制的表面上具有多個凸部的物品。
圖18是本實施形態的陽極氧化處理裝置410的剖面圖。圖19是沿著圖18的4A-4A線的剖面圖。圖20是說明圖19所示的構件的詳細情況的要部剖面圖。
如圖18所示,陽極氧化處理裝置410包括:充滿了電解液的陽極氧化槽412,覆蓋陽極氧化槽412的上部且在周緣形成著用以接收自陽極氧化槽412溢出的電解液的排水管部414的上部蓋416,暫時積存電解液的積存槽418,使由排水管部414接收的電解液向積存槽418流下的流下流路420,將積存槽418的電解液向比鋁基材430更下側的形成在陽極氧化槽412的底部附近的供給口422送回的送回流路424,設置於送回流路424的中途的泵426,及對自供給口422噴出的電解液的流動進行調整的整流板428。
亦參照圖19,陽極氧化處理裝置410包括:分別插入至成為陽極的中空圓柱狀的鋁基材430的兩端的開口431A、431B的圓板形狀的一對旋轉治具432A、432B;分別可旋轉地支持該些旋轉治具432A、432B,並且經由該些旋轉治具432A、432B而支持鋁基材430的一對保持板433A、433B(參照圖19);夾著鋁基材430而對向配置的2塊陰極板436;電性連接於鋁基材430及2塊陰極板436的電源438;及對積存槽418的電解液的溫度進行調節的 調溫機構440。
泵426形成自積存槽418通過送回流路424而朝向陽極氧化槽412的電解液的流動,並且自供給口422施壓以使電解液噴出,藉此形成自陽極氧化槽412的底部向上部上升的電解液的流動。
整流板428為形成著多個貫通孔的板狀構件,對電解液的流動進行調整以使自供給口422噴出的電解液從陽極氧化槽412的整個底部大致均一地上升,且以表面大致水平的方式配置於鋁基材430與供給口422之間。
2塊陰極板436為如下的金屬板,即,以相對於鋁基材430的中心軸而平行地配置著,且自水平方向夾著鋁基材430的方式,自鋁基材430空開間隙而對向配置著。而且,關於設置於積存槽418的調溫機構440,列舉以水、油等為熱媒的熱交換器、電加熱器等。
參照圖19,保持板433A、433B為以自軸方向4C1夾著鋁基材430的方式空開間隙而對向配置的金屬板,在沿鋁基材430的軸方向4C1延長線上分別具有可旋轉地嵌插旋轉治具432A、432B的開口即軸承部434A、434B。在軸承部434A、434B的內周面,設置著由樹脂材料或金屬材料構成的乾軸承(dry bearing)435A、435B,藉由該些乾軸承435A、435B而將旋轉治具432A、432B相對於保持板433A、433B成可旋轉地支持著。
在彼此離開的保持板433A、433B的上部,設置著橫跨其等而貫通的多個桿(bar)構件441(亦參照圖18)。保持 板433A、433B以自該些桿構件441垂下的方式而彼此平行的狀態下,藉由該些桿構件441而連結。
參照圖20,旋轉治具432A、432B嵌合於鋁基材430的開口431A、431B或者在輕壓入狀態下插入。同時在鋁基材430的開口部兩端面安裝著止水用襯墊470,旋轉冶具432A、432B藉由朝其外徑方向突出的凸緣部471A、471B而抵接於止水用襯墊470,以自兩端側夾著鋁基材430的方式而固定著。藉此,鋁基材430成為藉由止水用襯墊470與旋轉冶具432A、432B而將內部密閉的結構。另外,關於用以密閉的止水方法,除襯墊以外亦可為O形環等的密封構件,而且除鋁基材430的開口部兩端面以外,亦可在插入的旋轉冶具432A、432B的周面上設置襯墊等。
將鋁基材430以藉由旋轉冶具432A、432B夾著的方式固定著,藉此使鋁基材430在相對於旋轉冶具432A、432B的朝周方向的旋轉受到規制的狀態下支持於旋轉冶具432A、432B,更詳細而言,鋁基材430以其軸方向4C1(圖19)成為水平狀態的方式而藉由旋轉冶具432A、432B支持。亦即,鋁基材430以成為與陽極氧化槽412的底部平行的狀態的方式而藉由旋轉冶具432A、432B來支持。
在圖19中位於紙面左側的旋轉治具432A的旋轉中心區域,形成著在鋁基材430的軸方向4C1上貫通的貫通孔442,貫通孔442中貫通由導電性材料構成的棒狀體的通電構件443的狀態下,相對於貫通孔442以無法進行相對旋 轉的方式而插入保持著。通電構件443相對於旋轉治具432A而一體地固定著,且與旋轉治具432A的旋轉連動地旋轉。參照圖20,當將通電構件443固定於旋轉治具432A時,並設置O形環472以止水,使得電解液不會自貫通孔442流入。不會有來自貫通孔的電解液流入,與上述的止水用襯墊470一併使鋁基材430的內部成為完全密閉的結構。O形環472嵌入至形成在旋轉治具432A的貫通孔442的周圍的溝槽473,以由形成在通電構件443的凸緣474來覆蓋的方式而設置著。關於通電構件443的對於旋轉治具432A的固定方法,考慮在通電構件443形成凸緣部並利用螺栓緊固等的態樣,但亦可為其他態樣。
另外,關於將鋁基材430設為密閉結構的理由,若如後述探針448般將通電構件插入電解液中並抵接於鋁基材430以使其通電,則探針448抵接的鋁基材430的接觸面上亦形成導電性差的氧化皮膜,從而有對通電狀態造成影響而影響氧化皮膜形成之虞。
而且,藉由設為密閉結構,鋁基材430的內部不會有電解液進行,不會出現多次經由處理槽時等所產生的殘留於鋁基材430內部的電解液進入另一處理槽的情況。藉此,處理槽的處理液的成分或濃度不會有變化。而且,藉由設為密閉結構,陽極氧化處理槽412的電解液使用量亦減少,從而可減少廢液或電解液成本。
通電構件443的一端形成為圓錐狀,該圓錐狀端部444抵接於自桿構件441垂下的供電扁桿445的下端側所形成 的旋轉接收部446。旋轉接收部446具有圓錐狀的凹部447,且以圓錐狀端部444的前端抵接於該凹部447的最下面,並且藉由凹部447的側面區域來包圍圓錐狀端部444的周圍的方式而受到位置限制。通電構件443經由供電扁桿(flat bar)445及旋轉接收部446而電性連接於電源438(圖18),自電源438供給電流。另外,圓錐狀端部444可與通電構件443為一體,亦可成為可裝卸地安裝的其他構件。
在通電構件443的另一端側,一體地可通電地固定著朝徑方向突出的由一對導電性材料構成的通電構件即探針448,探針448以可通電的程度抵接至鋁基材430的內周面的方式來進行尺寸設定及形狀設定。藉此,探針448抵接於鋁基材430,可對鋁基材430供給電流。更詳細而言,探針448將位於鋁基材430側的前端側彎曲,在該彎曲的部位具有抵接於鋁基材430的內周面的平坦的抵接面448A,並自此使鋁基材430通電。
如上述般構成的陽極氧化處理裝置410中,傳達未圖示的馬達的驅動力而使鋁基材430旋轉時,開口431A側的旋轉治具432A與藉由旋轉治具432B而旋轉的鋁基材430連動地進行旋轉。因此,固定於旋轉治具432A的通電構件443,在一直抵接於鋁基材430的內周面的規定的區域而可通電的狀態下,與鋁基材430同步(亦即連動)地旋轉。
使用了該陽極氧化處理裝置410的鋁基材430的陽極 氧化如下述般進行。
在使鋁基材430浸漬於陽極氧化槽412的電解液的狀態下,使馬達(省略圖示)驅動,而使旋轉治具432B旋轉,且使鋁基材430以其軸方向4C1為旋轉中心進行旋轉。
一方面使鋁基材430旋轉,一方面經由供電扁桿445、旋轉接收部446、及探針448來對鋁基材430與陰極板436之間施加電壓,進行鋁基材430的陽極氧化。
在進行鋁基材430的陽極氧化的期間,一方面使鋁基材430旋轉,一方面自陽極氧化槽412排出電解液的一部分,且對陽極氧化槽412供給等量的電解液。具體而言,使電解液自陽極氧化槽412溢出,使溢出的電解液向積存槽418流下,在積存槽418中調節電解液的溫度後,將上述電解液自設置於比鋁基材430更下側的供給口422送回至陽極氧化槽412內。
此時,藉由泵426而自供給口422施壓以使電解液噴出,進而藉由整流板428來對電解液的流動進行調整以使自供給口422噴出的電解液從陽極氧化槽412的整個底部大致均一地上升,藉此形成自陽極氧化槽412的底部向上部上升的電解液的大致均一的流動。
對陽極氧化槽412的電解液的供給量(來自供給口422的電解液的噴出量),較佳為相對於陽極氧化槽412的容積,循環次數為3分鐘內1次以上。藉此,陽極氧化槽411可進行頻繁的液體更新,從而可高效地進行除熱、將產生的氫除去。具體而言,較佳為當槽容量為107L時,將供 給流量設為36L/min左右。
鋁基材430的圓周速度較佳為0.1m/min以上。只要鋁基材430的圓周速度為0.1m/min以上,則鋁基材430的周圍的電解液的濃度或溫度的不均得以充分地抑制。由驅動裝置的能力的觀點考慮,鋁基材430的圓周速度較佳為25.1m/min以下。
如上述般將鋁基材430陽極氧化而形成具有多個細孔的氧化皮膜的步驟,與如上述圖6(a)~圖6(g)所示將基材1A陽極氧化而形成輥狀模具160的步驟同樣地進行。
以上所記載的本實施形態的陽極氧化處理裝置410中,在將輥狀的鋁基材430在陽極氧化槽412的電解液中陽極氧化時,以鋁基材430的中心軸為旋轉軸而使鋁基材430旋轉,因此使鋁基材430的周圍的電解液的濃度或溫度的不均得以抑制,遍及鋁基材430的整個外周面大致均一地進行陽極氧化,其結果,可製造細孔的深度的差異得以抑制的輥狀模具。
而且,在使鋁基材430與探針448抵接的狀態下,一方面使鋁基材430與探針448同步地旋轉,一方面自探針448來對鋁基材430進行通電,因而不會有鋁基材430與探針448之間的磨耗而可抑制通電不良,從而可進一步實現輥狀模具的良率的提高。
即,若為使探針448不與鋁基材430同步而僅使鋁基材430旋轉的態樣(使探針448在抵接於鋁基材430的內周面的狀態下固定,僅使鋁基材430旋轉的態樣),則探針 448在鋁基材430的內周面一方面滑動一方面進行通電,藉此在探針448與鋁基材430之間發生接觸磨耗,從而在探針448與鋁基材430之間可能會引起通電不良,本發明藉由在使鋁基材430與探針448抵接的狀態下使鋁基材430與探針448同步地旋轉,由此防止此種通電不良的發生。另外,探針448與鋁基材430無需完全同步地旋轉。例如,探針448與鋁基材430藉由不同的動力源旋轉的情況下,難以使該些構件完全同步地旋轉。因此,本申請案發明中,在探針448與鋁基材430相對大致固定的狀態下連動而旋轉的狀態亦包含在同步地旋轉中。
此處,圖21表示對陽極氧化處理裝置410中的鋁基材430的通電狀態進行實測的實驗例。圖21中,橫軸表示時間軸(秒),縱軸表示對鋁基材430通電的電流值(A)。自該圖21可知,確認初期施加的電流值穩定的狀態後,在固定的電流值長期穩定的狀態下使鋁基材430通電。自該實驗例亦可確認本發明的通電不良受到抑制的效果。
而且,本實施形態中將通電構件443的端部設為圓錐狀(圓錐狀端部444),藉此,可減小與旋轉接收部446的接觸面積,從而可將接觸磨耗中的產生的粉塵限制在最小限度,而且,可更新表面。因此,無需形成電絕緣性高的氧化鋁層,便可保持通電狀態。
[實例]
以下,藉由實例來對本發明進行具體說明。
(陽極氧化鋁的細孔)
將陽極氧化鋁的一部分削掉,對剖面進行1分鐘的鉑蒸鍍,使用電場發射型掃描電子顯微鏡(日本電子公司製造,JSM-7400F),在加速電壓:3.00kV的條件下觀察剖面,測定細孔的深度。
在陽極氧化時不使鋁基材旋轉的情況下:對於在結束最後的陽極氧化後,將圖17所示的輥狀模具350的外周進行圓周六等分的位置1~位置6,分別測定10個部位的細孔的深度,並求出平均值。
在陽極氧化時使鋁基材旋轉的情況下:對於在結束最後的陽極氧化後,立即使鋁基材的旋轉停止的狀態下的將圖17所示的輥狀模具350的外周進行圓周六等分的位置1~位置6,分別測定10個部位的細孔的深度,並求出平均值。
(反射率)
使用分光光度計(日立製作所公司製造,U-4000),在入射角:5°、波長380nm~780nm的範圍內測定硬化樹脂層的表面的相對反射率。
在陽極氧化時不使鋁基材旋轉的情況下:對於在結束最後的陽極氧化後,將圖17所示的輥狀模具350的外周進行圓周六等分的位置1~位置6所對應的硬化樹脂層的表面,分別測定膜的寬度方向的一端、中央、另一端的3個部位的反射率。
在陽極氧化時使鋁基材旋轉的情況下:對於在結束最後的陽極氧化後,立即使鋁基材的旋轉 停止的狀態下的將圖17所示的輥狀模具350的外周進行圓周六等分的位置1~位置6所對應的硬化樹脂層的表面,分別測定膜的寬度方向的一端、中央、另一端的3個部位的反射率。
(活性能量線硬化性樹脂組成物A)
混合45質量份的琥珀酸/三羥甲基乙烷/丙烯酸的莫耳比1:2:4的縮合反應混合物,45質量份的1,6-己二醇二丙烯酸酯(大阪有機化學工業公司製造),10質量份的自由基聚合性聚矽氧油(信越化學工業公司製造,X-22-1602),3質量份的1-羥基環己基苯基酮(汽巴精化公司製造,Irgacure(註冊商標)184,於吸收波長340nm以上具有吸收波長域),及0.2質量份的雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基氧化膦(汽巴精化公司製造,Irgacure(註冊商標)819,於波長340nm以上具有吸收波長域),而獲得活性能量線硬化性樹脂組成物A。
〔實例1〕
在對中空圓柱狀的鋁基材(純度:99.99%,長度:280mm,外徑:200mm,內徑:155mm)實施羽毛研磨處理後,將其在過氯酸/乙醇混合溶液中(體積比=1/4)進行電解研磨。
然後,使用圖15所示的陽極氧化處理裝置,將鋁基材在由0.3M草酸水溶液構成的107L的電解液中,以浴溫:15.7℃、直流:40V、電解液的供給量:41L/min、鋁基材的圓周速度:3.8m/min的條件下,進行30分鐘陽極氧化, 而形成氧化皮膜(步驟(a))。
將所形成的氧化皮膜,在6wt%的磷酸與1.8wt%的鉻酸混合水溶液中暫時溶解除去(步驟(b))後,再次於與步驟(a)相同的條件下,進行45秒陽極氧化,從而形成氧化皮膜(步驟(c))。
然後,在5wt%磷酸水溶液(31.7℃)中浸漬8分鐘,實施將氧化皮膜的細孔擴徑的孔徑擴大處理(步驟(d))。
此外,在與步驟(a)相同的條件下,進行45秒陽極氧化,而形成氧化皮膜(步驟(e))。
進而,重複步驟(d)與步驟(e),將步驟(d)合計進行5次,將步驟(e)合計進行4次(步驟(f))。從而獲得於鋁基材的外周面形成具有大致圓錐形狀的細孔的陽極氧化鋁的輥狀模具A。對陽極氧化鋁的細孔的深度進行測定。結果表示於表1。
其次,將輥狀模具A浸漬於脫模劑(Daikin Industries公司製造,Optool DSX(商品名))的0.1wt%溶液中10分鐘,風乾24小時後進行脫模處理。
使用圖16所示的製造裝置來製造表面具有多個凸部的物品。
使用輥狀模具A來作為輥狀模具350。
使用活性能量線硬化性樹脂組成物3A來作為活性能量線硬化性樹脂組成物356。
使用聚對苯二甲酸乙二酯膜(東洋紡公司製造,商品名:A4300,厚度:75μm)來作為基材膜352。
自基材膜352側對活性能量線硬化性樹脂組成物A照射積算光量1100mJ/cm2 的紫外線,進行活性能量線化性樹脂組成物A的硬化。
對所獲得的物品的硬化樹脂層的表面的相對反射率進行測定。結果表示於表2中。
〔比較例1〕
除在電解液中不使鋁基材旋轉以外,與實例1同樣地獲得於鋁基材的外周面形成具有大致圓錐形狀的錐狀的細孔的陽極氧化鋁的輥狀模具B。測定陽極氧化鋁的細孔的深度。結果表示於表1。
然後,與實例1同樣地進行輥狀模具B的脫模處理。
其次,除使用輥狀模具B來作為輥狀模具350以外,與實例1同樣地製造表面具有多個凸部的物品。測定所獲得的物品的硬化樹脂層的表面的相對反射率。結果表示於表3。
於電解液中一方面使鋁基材旋轉一方面進行陽極氧化 而製造的實例1的輥狀模具A,細孔的深度的差異少。其結果,即便於表面具有多個凸部的物品中,凸部的高度的差異、亦即反射率的差異亦少。
另一方面,於電解液中不使鋁基材旋轉而進行陽極氧化所製造的比較例1的輥狀模具B,細孔的深度的差異大。其結果,於表面具有多個凸部的物品中,凸部的高度的差異、亦即反射率的差異亦增大。
〔實例2〕
本實例2中,對圖10所示的陽極氧化處理裝置210設定具體的條件,並進行運轉。將中空圓柱狀的鋁基材220(純度:99.99%,長度:280mm,外徑:200mm,內徑:155mm)的兩端面及通電構件213的端面相對於軸方向設為錐角度30°,將各自的錐面220A、213A的表面粗糙度設為Ra1.6。
將鋁基材220在由0.3mol/L水溶液構成的106L的電解液中,在浴溫:15.7℃、電解液的供給量:36L/min、兩部通電構件213的推壓力:0.2MPa、鋁基材220的圓周速度:3.8m/min的條件下,且在電壓:40V的條件下,進行60分鐘陽極氧化,而形成氧化皮膜。
圖12A表示對本陽極氧化處理裝置210中通電60分鐘時的電流值的狀態進行實測所得的實驗例(曲線)。圖12A中,橫軸表示積算時間(秒),縱軸表示電流值的浮動範圍(A)。而且,圖12B表示圖12A所示的測定結果中的1800秒為止的電流值的浮動範圍的測定結果(另外,圖 12B中,詳細表示電流值的浮動範圍(A)的標度)。
本實例2中,根據該些圖可確認,長期穩定的固定的電流值不會大幅變動,而對鋁基材220通電。自該實例2亦可確認本發明的通電不良受到抑制的效果。
(比較例2)
以下,說明對本發明的處理裝置與長方體狀的處理槽中進行電解處理時的溫度進行比較的例。
基材中使用中空圓柱狀的鋁基材(純度:99.99%,長度:1000mm,外徑:200mm,內徑:155mm),在本發明的處理槽與長方體狀的處理槽中進行陽極氧化處理。本發明的處理槽在圖2中,將自中心軸P至底部111a的內表面111a'為止的距離D的距離設為400mm,長方體狀的處理槽與圖7A、圖7B為相同形狀。各處理槽以循環次數3分鐘1次的流量進行循環,各處理槽中供給已調溫為16℃的電解液。
圖8、圖9是對在各處理槽中進行陽極氧化處理時的電解液溫度進行比較而得的曲線。圖8是將離開處理槽壁面為50mm的部位的電解液溫度在處理槽整個範圍內進行數點測定時的曲線。藉由進行陽極氧化處理而使處理槽內在通電所引起的發熱、氧化反應的熱等的影響下溫度上升,但觀察圖8可知,本發明的處理槽溫度上升少。其原因在於,長方體狀的處理槽中產生循環效率差的滯留部,且滯留部中滯留發熱時的熱,從而與滯留部以外的部位相比溫度升高。
而且,圖9是表示基材表面的基材長度數點的最大溫度差時的曲線。基材表面的溫度差是指基材表面產生的溫度不均,在進行陽極氧化處理時對細孔的深度的差異造成影響。觀察圖9可知,本發明的處理槽溫度差小。此是由長方體狀的處理槽中產生的滯留部而引起,滯留部附近的基材表面的電解液溫度亦升高。
而且,雖然是對此次的基材進行處理的處理槽,但相對於長方體處理槽的容積250L,本發明的處理槽為130L。
根據上述的比較,本發明的處理槽中可防止電解液的滯留,從而確認了電解液的使用量亦進一步得以抑制。
(比較例3)
以下作為比較例3,說明使通電構件以點來接觸鋁基材時的電流值的測定值。參照圖13,在該比較例3中使用的陽極氧化處理裝置中,設置著與鋁基材220的兩端側的內表面接觸的滑動軸承241,在滑動軸承241的外周面以環狀的外殼240固定在鋁基材220的方式而連接。鋁基材220藉由外部旋轉機構(省略圖示)而旋轉。
自通電構件243延伸的接觸探針242是與鋁基材220的內表面接觸而進行通電。
而且,將對在圖13的狀態下,以與上述實例2相同的條件使鋁基材220通電的狀態進行實測的結果表示於圖14。圖14中,橫軸表示積算時間(秒),縱軸表示電流值的浮動範圍(A)。另外,圖14中,表示積算時間1200秒(20分鐘)為止的測定結果。
將圖12A、圖12B的本發明的陽極氧化處理裝置中的實驗例與圖14加以比較可知,比較例3中,電流值中一直有一些浮動。此外,會產生各種大電流值變動的部位。其原因為,鋁基材220與接觸探針242以點來接觸的接觸面積小,鋁基材220旋轉時,旋轉週期的不同所引起的接觸面的變動大,因而無法穩定地接觸;或鋁基材220與接觸探針242在接觸面上產生磨耗或滑動,而有瞬間未進行接觸的狀態,從而電流值大幅變動。
[產業上之可利用性]
利用本發明的製造方法所獲得的輥狀模具,對於表面具有稱作蛾眼結構的微細凹凸結構的光學膜的製造而言有用。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作些許之更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1a、134a、213A‧‧‧錐面
1A‧‧‧基材
1A'‧‧‧周面(外周面)
1L‧‧‧電解液/處理液
1L'‧‧‧處理液
4C1‧‧‧軸方向
11‧‧‧電解處理裝置
110‧‧‧處理槽
111‧‧‧處理槽本體
111a‧‧‧底部
111a'‧‧‧內表面
111b、111c‧‧‧側面
111d、111e‧‧‧端面
112‧‧‧電場液供給部
112a‧‧‧供給管
112b‧‧‧噴出部
1121a、1121b‧‧‧噴出口
113‧‧‧溢出部
113'‧‧‧孔
114‧‧‧密封材
120‧‧‧電極板
121、224、338、438‧‧‧電源
130‧‧‧旋轉機構
131‧‧‧支持軸
132、216‧‧‧彈性構件
133、214‧‧‧通電用軸桿
134、213、243‧‧‧通電構件
135、219、241‧‧‧滑動軸承
140、212‧‧‧外槽
141、229、320、420‧‧‧流下流路
150、225、318、418‧‧‧積存槽
151、228、324、424‧‧‧送回流路
152、173、227、326、426‧‧‧泵
153、226、340、440‧‧‧調溫機構
160‧‧‧輥狀模具
161‧‧‧細孔
162‧‧‧氧化皮膜
163‧‧‧細孔發生點
170‧‧‧處理槽
171‧‧‧供給管
172‧‧‧多孔板
210‧‧‧陽極氧化裝置
211‧‧‧陽極氧化槽
211A、211B‧‧‧側壁
215‧‧‧支持軸(旋轉驅動機構)
217、328、428‧‧‧整流板
218、322、422‧‧‧供給口
220‧‧‧鋁基材
220A‧‧‧錐面
221、336、436‧‧‧陰極板
240‧‧‧外殼
242‧‧‧接觸探針
310‧‧‧陽極氧化處理裝置
312‧‧‧陽極氧化槽
314、414‧‧‧排水管部
316、416‧‧‧上部蓋
330‧‧‧鋁基材
332、P‧‧‧中心軸
334‧‧‧軸心
342‧‧‧細孔
344‧‧‧氧化皮膜(陽極氧化鋁)
350‧‧‧輥狀模具
352‧‧‧基材膜(被轉印體)
354‧‧‧貯槽
356‧‧‧活性能量線硬化性樹脂組成物
358‧‧‧氣壓缸
360‧‧‧軋輥
362‧‧‧活性能量線照射裝置
364‧‧‧硬化樹脂層
366‧‧‧剝離輥
368‧‧‧物品
410‧‧‧陽極氧化裝置
412‧‧‧陽極氧化槽
430‧‧‧鋁基材
431A、431B‧‧‧開口
432A、432B‧‧‧旋轉治具
433A、433B‧‧‧保持板
434A、434B‧‧‧軸承部
435A、435B‧‧‧乾軸承
441‧‧‧桿構件
442‧‧‧貫通孔
443‧‧‧通電構件(旋轉軸)
444‧‧‧圓錐狀端部
445‧‧‧供電扁桿
446‧‧‧旋轉接收部(旋轉接收部)
447‧‧‧凹部
448‧‧‧探針(通電構件)
448A‧‧‧抵接面
470‧‧‧止水用襯墊
471A、471B‧‧‧凸緣部
472‧‧‧O形環
473‧‧‧溝槽
474‧‧‧凸緣
D‧‧‧距離
r‧‧‧半徑
S‧‧‧空隙
圖1是表示本發明的處理槽的一例的側視圖。
圖2是沿著圖1的1I-1I'線的剖面圖。
圖3是表示溢出部的另一例的側視圖。
圖4是表示本發明的電解處理裝置的一例的剖面圖。
圖5A是沿著圖4的1II-1II'線的剖面圖。
圖5B是圖4所示的電解處理裝置中所包括的處理槽與電極板的立體圖。
圖6(a)~圖6(g)是表示陽極氧化鋁的細孔的形成過程的剖面圖。
圖7A是表示先前的處理裝置的一例的圖,圖7A為其側視圖。
圖7B是表示先前的處理裝置的一例的圖,圖7B是沿著圖7A的1III-1III'線的剖面圖。
圖8是對本發明的處理槽與長方體狀的處理槽中進行電解處理時的電解液溫度進行比較的曲線,且是表示在處理槽壁面附近的數點上升的最大溫度的曲線。
圖9是對本發明的處理槽與長方體狀的處理槽中進行電解處理時的電解液溫度進行比較的曲線,且是表示基材表面的長度方向數點的最大溫度差的曲線。
圖10是本發明的實施形態的陽極氧化處理裝置的剖面圖。
圖11是沿著圖10的2A-2A線的剖面圖。
圖12A是說明對本發明的實例2的陽極氧化處理裝置中的鋁基材的通電狀態的曲線圖。
圖12B是將圖12A所示的曲線的特定範圍放大後而表示的圖。
圖13是表示比較例3的陽極氧化處理裝置的概略構成的剖面圖。
圖14是說明對比較例3的陽極氧化處理裝置中的鋁基材的通電狀態的曲線圖。
圖15是表示陽極氧化處理裝置的一例的剖面圖。
圖16是表示物品的製造裝置的一例的概略構成圖。
圖17是以編號來表示將輥狀模具的外周進行圓周六等分的位置的剖面圖。
圖18是本發明的實施形態的陽極氧化處理裝置的剖面圖。
圖19是沿著圖18的4A-4A線的剖面圖。
圖20是說明圖19所示的構件的詳細情況的要部剖面圖。
圖21是說明對陽極氧化處理裝置中的鋁基材的通電狀態的曲線圖。
1A‧‧‧基材
160‧‧‧輥狀模具
161‧‧‧細孔
162‧‧‧氧化皮膜
163‧‧‧細孔發生點

Claims (18)

  1. 一種輥狀模具的製造方法,使用通電構件來對浸漬於陽極氧化槽的電解液中的由鋁構成的圓筒狀的鋁基材進行通電並進行陽極氧化處理,以製造於表面具有多個凹凸的輥狀模具;該輥狀模具的製造方法包括陽極氧化步驟,即,在上述通電構件抵接於上述鋁基材的狀態下,一方面以上述鋁基材的中心軸為旋轉中心而使上述鋁基材旋轉,一方面通過上述通電構件而對上述鋁基材進行通電。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之輥狀模具的製造方法,其中上述陽極氧化槽為收容電解液,且包括:浸漬上述鋁基材的處理槽本體、將電解液供給至上述處理槽本體的電解液供給部,及自該處理槽本體排出上述電解液的溢出部,上述陽極氧化步驟中,一方面以向著與自上述電解液供給部而供給的上述電解液朝向上述溢出部流動的方向成相反的方向,使上述鋁基材旋轉,一方面通過上述通電構件而對上述鋁基材進行通電。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之輥狀模具的製造方法,其中上述鋁基材與上述通電構件同步地旋轉。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之輥狀模具的製造方法,其中上述通電構件包括導電性的軸構件、及固定於上述軸 構件並抵接於上述鋁基材的探針;上述探針抵接於圓筒狀的上述鋁基材的內周面;上述軸構件的至少一端部配置於與對上述軸構件進行供電的導電性的供電構件接觸的位置處。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之輥狀模具的製造方法,其中上述軸構件的至少一端部沿著上述鋁基材的軸方向而位於上述鋁基材的外側;上述至少一端部的形狀為圓錐狀;上述軸構件的至少一端部在與上述供電構件滑動的同時進行旋轉。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之輥狀模具的製造方法,其中上述鋁基材藉由使固定於上述鋁基材的軸方向端部的旋轉治具旋轉而以中心軸為中心進行旋轉;上述軸構件固定於上述旋轉治具,且與上述鋁基材同步地旋轉。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之輥狀模具的製造方法,其中上述旋轉治具使上述鋁基材的端部止水。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之輥狀模具的製造方法,其中自上述陽極氧化槽排出上述電解液的一部分,且對上述陽極氧化槽供給等量的電解液。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之輥狀模具的製造方法,其中使電解液自較上述陽極氧化槽的鋁基材更上側溢出以使上述電解液的一部分排出,並將溢出的上述電解液自設置於比上述鋁基材更下側的供給口而送回至陽極氧化槽內。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之輥狀模具的製造方法,其中上述陽極氧化槽的形狀為半圓柱狀的形狀,自一側面均一地供給電解液,並使該電解液自另一側面溢出。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之輥狀模具的製造方法,其中上述陽極氧化槽為收容電解液且供上述鋁基材浸漬的長條的形狀,且包括:以沿著浸漬於上述處理槽本體中的基材的周面的方式使底部彎曲成圓弧狀的處理槽本體,將電解液供給至該處理槽本體的電解液供給部,及自該處理槽本體排出電解液的溢出部;自以沿著該處理槽本體的長度方向的方式而設置的上述電解液供給部,並自該處理槽本體的一側面上方供給電解液;自以沿著該處理槽本體的長度方向的方式而設置於該處理槽本體的另一側面上部的上述溢出部排出上述電解液。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之輥狀模具的製造方 法,其中向著與自上述電解液供給部而供給的上述電解液朝向上述溢出部流動的方向成相反的方向,使上述鋁基材旋轉。
  13. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之輥狀模具的製造方法,其中上述通電構件為與上述鋁基材的一端面或兩端面形成面接觸的通電構件。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之輥狀模具的製造方法,其中上述通電構件配置成抵接於上述鋁基材的一端面或兩端面,且在軸方向上夾持上述鋁基材;使上述通電構件旋轉,且在將上述通電構件與上述鋁基材抵接的狀態下旋轉。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之輥狀模具的製造方法,其中上述旋轉治具使上述鋁基材的端部止水。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之輥狀模具的製造方法,其中使上述通電構件沿著上述鋁基材的軸方向移動,以使上述鋁基材與上述通電構件接觸。
  17. 如申請專利範圍第13項所述之輥狀模具的製造方法,其中在上述鋁基材的一端面或兩端面包含第1錐面,上述通電構件具有與上述第1錐面形成面接觸的第2錐面,使 上述第1錐面與上述第2錐面接觸而使上述鋁基材與上述通電構件抵接。
  18. 一種上述物品的製造方法,用來製造表面上具有多個凹凸的物品,且包括:藉由壓印法將形成在利用如申請專利範圍第1項或第2項所述之製造方法而獲得的壓印用輥狀模具的外周面的陽極氧化鋁的多個細孔轉印至被轉印體;以及獲得表面上具有使上述細孔反轉並轉印而成的形狀的多個凸部的物品。
TW100110152A 2010-03-25 2011-03-24 陽極氧化處理裝置、處理槽、壓印用輥狀模具的製造方法及表面具有多個凸部的物品的製造方法 TWI482884B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010070280 2010-03-25
JP2010136227 2010-06-15
JP2010170458 2010-07-29
JP2011018226 2011-01-31
JP2011047561 2011-03-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201139746A TW201139746A (en) 2011-11-16
TWI482884B true TWI482884B (zh) 2015-05-01

Family

ID=44673134

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW100110152A TWI482884B (zh) 2010-03-25 2011-03-24 陽極氧化處理裝置、處理槽、壓印用輥狀模具的製造方法及表面具有多個凸部的物品的製造方法

Country Status (5)

Country Link
JP (2) JP4913925B2 (zh)
KR (1) KR101354243B1 (zh)
CN (1) CN102892930B (zh)
TW (1) TWI482884B (zh)
WO (1) WO2011118583A1 (zh)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202047159U (zh) * 2011-01-31 2011-11-23 三菱丽阳株式会社 处理槽以及电解处理装置
JP2013112892A (ja) * 2011-12-01 2013-06-10 Dnp Fine Chemicals Co Ltd ナノ構造体作製用型体の製造方法、製造装置、ナノ構造体作製用型体及びナノ構造体
WO2014024868A1 (ja) * 2012-08-06 2014-02-13 三菱レイヨン株式会社 モールドの製造方法、および微細凹凸構造を表面に有する成形体とその製造方法
TWI465301B (zh) * 2012-09-25 2014-12-21 Univ Southern Taiwan Sci & Tec 多孔性氧化鋁模板之製作裝置
JP6217312B2 (ja) * 2012-12-05 2017-10-25 アイシン精機株式会社 陽極酸化処理装置及び陽極酸化処理方法
JP6146561B2 (ja) * 2013-06-24 2017-06-14 パナソニックIpマネジメント株式会社 円筒状媒体露光装置
CN104975319B (zh) * 2014-04-13 2018-02-23 山东建筑大学 制备纳米材料的柱面螺旋形氧化铝模板及其制备方法
CN104975322B (zh) * 2014-04-13 2018-02-23 山东建筑大学 制备纳米材料的圆锥面螺旋形氧化铝模板及其制备方法
CN104975320B (zh) * 2014-04-13 2018-02-23 山东建筑大学 制备纳米材料的柱面形氧化铝模板及其制备方法
CN104975323B (zh) * 2014-04-13 2018-02-23 山东建筑大学 制备纳米材料的正弦曲面形氧化铝模板及其制备方法
CN104975321B (zh) * 2014-04-13 2018-01-19 山东建筑大学 制备纳米材料的椭球面形氧化铝模板及其制备方法
CN109055936A (zh) * 2018-10-12 2018-12-21 河南理工大学 一种胶体粒子掩膜制备装置
CN114504723A (zh) * 2021-12-22 2022-05-17 融冲(深圳)生物医疗科技有限责任公司 聚合物球囊及其制备方法
CN115274288A (zh) * 2022-08-14 2022-11-01 西比里电机技术(苏州)有限公司 一种陶瓷绝缘铝绕组的制备装置
CN115274294A (zh) * 2022-08-14 2022-11-01 西比里电机技术(苏州)有限公司 一种制备陶瓷绝缘铝绕组的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009074144A (ja) * 2007-09-21 2009-04-09 Showa Denko Kk アルミニウム管の陽極酸化処理装置及び陽極酸化処理方法
TW200940320A (en) * 2007-10-25 2009-10-01 Mitsubishi Rayon Co Stamper, stamper production method, compact production method, and aluminum prototype of stamper

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56103051U (zh) * 1980-01-11 1981-08-12
JPS56106051U (zh) * 1980-01-18 1981-08-18
JPS6026689A (ja) * 1983-07-26 1985-02-09 Sumitomo Metal Ind Ltd 電析による金属箔の製造方法および装置
JPS6274096A (ja) * 1985-09-27 1987-04-04 Kawasaki Steel Corp 高電流密度電解処理装置
JPH057247Y2 (zh) * 1987-11-06 1993-02-24
NL8802353A (nl) * 1988-09-23 1990-04-17 Hoogovens Groep Bv Werkwijze voor het eenzijdig elektrolytisch bekleden van een bewegende metaalband.
US5151169A (en) * 1991-12-06 1992-09-29 International Business Machines Corp. Continuous anodizing of a cylindrical aluminum surface
JPH0722896A (ja) * 1993-06-29 1995-01-24 Kokusai Electric Co Ltd 弾性表面波発生装置及びその組立方法
EP0829558A1 (de) * 1996-09-13 1998-03-18 MDC Max Dätwyler Bleienbach AG Verfahren und Vorrichtung zum Aufbringen einer Chromschicht auf einen Tiefdruck-zylinder
JP3880145B2 (ja) * 1997-08-07 2007-02-14 株式会社シンク・ラボラトリー 被製版ロールのメッキ装置
JPH11117092A (ja) * 1997-10-09 1999-04-27 Honda Motor Co Ltd 陽極酸化皮膜装置
JP2004244693A (ja) * 2003-02-14 2004-09-02 Future Metal Co Ltd 電鋳技法を用いた金属繊維の製造装置およびその方法
EP1887108A1 (en) * 2005-05-25 2008-02-13 Think Laboratory Co., Ltd. Gravure cylinder-use copper plating method and device
JP2008201038A (ja) * 2007-02-21 2008-09-04 Fujifilm Corp 平版印刷版用支持体の粗面化方法および平版印刷版用支持体の製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009074144A (ja) * 2007-09-21 2009-04-09 Showa Denko Kk アルミニウム管の陽極酸化処理装置及び陽極酸化処理方法
TW200940320A (en) * 2007-10-25 2009-10-01 Mitsubishi Rayon Co Stamper, stamper production method, compact production method, and aluminum prototype of stamper

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012197504A (ja) 2012-10-18
TW201139746A (en) 2011-11-16
JPWO2011118583A1 (ja) 2013-07-04
WO2011118583A1 (ja) 2011-09-29
KR101354243B1 (ko) 2014-01-23
CN102892930B (zh) 2015-10-21
CN102892930A (zh) 2013-01-23
KR20130009791A (ko) 2013-01-23
JP4913925B2 (ja) 2012-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI482884B (zh) 陽極氧化處理裝置、處理槽、壓印用輥狀模具的製造方法及表面具有多個凸部的物品的製造方法
JP5053465B2 (ja) 型および型の製造方法ならびに反射防止膜の製造方法
TWI508872B (zh) 奈米壓印用模具的製造裝置以及奈米壓印用模具的製造方法
JP2009114524A (ja) 感光ドラム基体用アルミニウム管の陽極酸化処理方法及び感光ドラム基体
US20170057123A1 (en) Mold manufacturing method, roll-shaped mold manufacturing apparatus, and method for manufacturing article with microrelief structure on surface
TW201318805A (zh) 光學片的製造方法、光學片製造用模具的製造方法、電子顯示裝置以及鏡面加工方法
TWI465301B (zh) 多孔性氧化鋁模板之製作裝置
TW201022480A (en) Member for plasma processing apparatus and method for manufacturing the same
US8641884B2 (en) Mold manufacturing method and electrode structure for use therein
JPWO2013051646A1 (ja) 転写ロールおよび転写ロールの製造方法、並びに物品の製造方法
KR101293434B1 (ko) 플라즈마 처리 장치용 부재 및 그의 제조방법
JP5833763B2 (ja) 型の製造方法
US20160108542A1 (en) Anode and high-speed plating machine provided with the same
TW201302438A (zh) 輥狀模具的製造方法以及表面具有微細凹凸結構的物品之製造方法
KR101253268B1 (ko) 전주 마스터 및 이의 제조방법
JP2012137534A (ja) 反射防止フィルム製造用金型
JP2012177189A (ja) 処理槽、および電解処理装置
CN202213095U (zh) 压印用辊子状模具的制造装置
TWI576471B (zh) 金屬物件表面拋光處理方法及設備
KR20020021750A (ko) 알루미늄 시트의 전기화학적 연속 처리장치 및 처리방법
JP2012240303A (ja) 金型およびその製造方法
KR20100034641A (ko) 히팅 장치의 쿨링플레이트
JP2015086402A (ja) インプリント用ロール状金型の製造方法
JP2009220504A (ja) 樹脂フィルム成形ロール及びその製造方法及び樹脂フィルム成形用ロール・ツー・ロール装置